太阳能与太阳能电池基础简介

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1、太阳能与太阳能电池基础简介太阳能与太阳能电池基础简介.txt2008太不正常了，一切都不正常！在这个关键时刻，中国男足挺身而出，向全世界证明：中国男足还是正常的！本文由superdream82贡献doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。太阳能简介：太阳能一般指太阳光的辐射能量。在太阳内部进行的由“氢”聚变成“氦”的原子核反应，不停地释放出巨大的能量，并不断向宇宙空间辐射能量，这种能量就是太阳能。太阳向宇宙空间发射的辐射功率为3.8×1023kW的辐射值，其中20亿分之一到达地球大气层。到达地球

2、大气层的太阳能，30%被大气层反射，23%被大气层吸收，其余的到达地球表面，其功率为800000亿kW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于燃烧500万吨煤释放的热量。广义的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等等。狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。什么是太阳能电池：太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。第一块太阳能电池由CharlesFritts在1883年制备，Charles用锗半导体上覆上一层极薄的金层形成半导体金属结，器件只有1%的效率。随着半导体技

3、术的发展，第一个具有应用意义的太阳能电池在1954年诞生在贝尔实验室，迎来了太阳能电池技术的时代。太阳能电池的发电原理：太阳能电池的工作包括几个主要过程：1、有光（太阳光、单色光或者模拟太阳光等）的照射；2、光子注入到半导体中，激发出电子-空穴对，并且在被分离前不会复合消失；3、必须有一个静电场，电子-空穴在静电场中被分离，电子集中在一边，空穴集中在另一边，绝大部分太阳能电池利用p-n结势垒区的静电场实现分离电子-空穴对的目的；4、被分离的电子和空穴经由电极收集后输出到外电路，形成电流。(该图片来源自网络)太阳能电池的种类：太阳能电池根

4、据所用的材料可分为：硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池、有机太阳能电池等，如下表所示：太阳能电池的种类（按照吸收层材料分类）太阳能电池的种类半导体材料硅太阳能电池多元化合物薄膜太阳能电池聚合物多层修饰电极型太阳能电池单晶硅、多晶硅、非晶硅Ⅲ-Ⅴ族化合物：如GaAs、AlGaAs、InP；Ⅱ-Ⅵ族化合物：如CdS、CdTe；其它:如CuInS2、CuInSe2、CuInGaSe具有不同氧化还原电势的氧化还原型聚合物TiO2、GaAs、InP、Si等酞菁、羟基角鲨烯、聚乙炔湿式太阳能电池

5、有机太阳能电池什么是薄膜太阳能电池：薄膜太阳能电池可以使用玻璃、塑料、陶瓷、石墨、金属片等不同材料作为基板，可产生电压的吸收层薄膜的厚度仅需数μm，因此在同一受光面积之下可较硅晶圆太阳能电池大幅减少原料的用量(如晶硅电池的硅材料层厚度为200～350μm)。薄膜太阳能电池除了平面构造之外，因其具有可挠性还可以制作成非平面构造。其应用范围大，除了晶硅电池的常规应用范围外，还在建筑一体化、随身便携式电源等领域有其独特的优势。根据吸收层材料的不同，薄膜电池可分为非晶硅、微晶硅、化合物半导体II-IV族[CdS、CdTe]、色素敏化染料、有机导

6、电高分子、CIGS等种类。(图片源自网络)什么是CIGS薄膜太阳能电池：CIGS薄膜太阳能电池是以p型半导体ClGS（铜铟镓硒）作为吸收层，n型半导体材料作为窗口层的薄膜型太阳能电池，其结构如下图所示：CIGS薄膜太阳能电池的特点：CIGS太阳能电池是新一代高效、低成本、可大规模工业化生产的薄膜太阳能电池，被誉为最有前途的太阳能电池之一。CIGS太阳能电池吸收层的厚度仅为现在商用硅太阳能电池的1%，用料非常少，成本很低；而其光电转换效率是所有薄膜型太阳能电池中最高的。最近（2010年）由德国太阳能和氢研究中心（ZSW）制造的CIGS薄膜

7、电池（0.5cm2）效率达到20.1%，突破08年NREL创造的19.9%的转换效率，比当前量产的单晶硅、多晶硅太阳能电池的效率还要高。CIGS作为太阳能电池的光电转换材料具有以下几个方面内在的优势：1.光学带系可调：Ga替代In形成CuIn1-xGaxSe2固溶体，可以使半导体的禁带宽度在1.04～1.65eV间变化，非常适合于调整和优化禁带宽度，与太阳光谱进行最佳匹配。在膜厚方向调整Ga的含量，可形成梯度带隙半导体，产生背表面场效应，获得更多的电流输出，使p-n结附近的带隙提高，形成V字形带隙分布等。CIGS太阳能电池的这种带隙裁剪

8、是相对于Si基和CdTe基电池的最大优势。2.可加工性能好，成本低：CIGS可以在玻璃和柔性基片上形成缺陷少、晶粒大、结晶高的多晶薄膜，这往往是其它多晶薄膜无法达到的，而且，由于材料的用量非常少，所以电池的