太阳能电池光转换材料的研究

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1、摘要摘要多年来人们一直致力于提高太阳能电池的转换效率，然而多种因素制约着转换效率的提升，其中短波长光子的能量损失是一项重要原因。如何充分利用短波长光子仍然是一个需要深入研究的课题。而已经研究多年并且成功应用的光转换材料的光致发光现象给我们提供了一些启示。光转换材料可以将一定数量的高能量光子转化为数量更多的低能量光子，因而在经过光转换材料后有可能实现高能量光子转化为数量更多的低能量光子，使得太阳能电池吸收更多的光子，提高太阳光能量的利用率。本论文对太阳能电池转换效率与入射光波长和光强的关系进行了理论研究，计算了光转换材料一黄色

2、钇铝石榴石(YAG荧光粉)的外量子效率，并通过实验证明黄色YAG荧光粉能够实现光子数的增加，有助于改善太阳能电池的转换效率。论文研究了理想条件下太阳能电池的转换效率与波长的关系。从太阳能电池的伏安特性出发，推导了入射光波长与太阳能电池转换效率的关系公式。在此基础上，使用MATLAB软件计算了太阳能电池转换效率随入射光波长的变化趋势，电池的转换效率随波长的增加而单调增加，当到达一定波长(对应于电池材料的禁带宽度)后，转换效率迅速下降。论文对计算结果进行了分析讨论。论文分析了太阳能电池转换效率与入射光强度的关系。在推导了太阳能电

3、池的短路电流、开路电压和填充因子与入射光强度的关系之后，计算了太阳能电池的转换效率，得到了转换效率与入射光强度的变化关系。使用MATLAB软件计算了太阳能电池转换效率与入射光强度的关系，并对太阳能电池的几个重要参数与入射光强度之间的关系进行了讨论。结果表明在理想条件下太阳能电池转换效率随着入射光强度增加而递增。论文在介绍了光转换材料的激发原理、光度量和辐射度量的基本理论之后，以蓝光和白光发光二极管(L即)为例计算了光转换材料一黄色YAG荧光粉的外量子效率。根据LED的发光光谱，光通量为4流明的蓝光LED的总辐射光功率为10．

4、472652mW，总的辐射光子数为2．03589E+17；而相对应的涂覆有黄色YAG荧光粉，光通量为23流明的白光LED总的辐射光功率为8．656832mW，总的辐射光子数为2．37459E+17。入射光经过黄色YAG荧光粉的光转换，光子数增加了16．64％，说明在经过了光转换后，光子数得到了增加。论文最后利用自行设计搭建的测试装置分别对未涂黄色YAG荧光粉和涂有黄色YAG荧光粉的玻璃样品进行了测量。实验结果表明，在涂有黄色YAG荧光粉的玻璃样品上测得的光子数大于未涂黄色YAG荧光粉的玻璃样品，验证了前面的计算结果：黄色YA

5、G荧光粉可以增加太阳能电池所吸收的光子数，有利于提高转换效率。关键词：太阳能电池钇铝石榴石外量子效率转换效率发光二极管短路电流开路电压填充因子东南大学硕士学位论文AbstractHi曲e塌ciencyS0l盯cells(SCs)havebeen锄activeresearchareaform锄yyears．nleimprovementoftheSCefficiencyisIimitedbyvariousf．actors，inwhichmeene唱ylosso仆igllene唱yphotonsplays锄importantrol

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