太阳能电池教程简介

《太阳能电池教程简介》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、绪论（introduction）第一章太阳光的特性1.1波粒二象性1.2黑体辐射1.3太阳和它的辐射1.4地表的日光辐射1.5直接辐射和散射辐射1.6温室效应1.7太阳的外表运动1.8日射率的度量1.8.1全球的等通量1.8.2直射和散射特性1.8.3日照时间资料1.8.4数据的卫星云图1.9太阳能和光伏发电第二章半导体和P-N结2.1半导体2.1.1键矩2.1.2能带模型2.1.3掺杂（半导体的掺杂）2.2半导体的类型2.2.1单晶硅2.2.2多晶硅2.2.3无定形硅2.3光吸收2.4再结合2.5P-N结第三章太阳能电池的性质3.1光的作用3.2光谱响应3.3温度的影响3.4

2、串联电阻的作用第四章电池的特性和构造4.1效率4.2光损耗4.3复合损耗4.4表面接触设计4.4.1基体及表面电阻率4.4.2栅线距离4.4.3其它损耗4.5实验电池VS工业需求4.6激光刻槽埋栅接触电池第五章PV电池的交互联系以及组成部件的加工475.1组件和电路的设计5.2单体电池5.3多个电池5.4多个组件5.5热斑效应5.6组件的结构5.7环境保护5.8热量考虑5.9电绝缘5.10机械保护5.11衰减因素绪论光伏学是一门利用太阳能电池将太阳光直接转化为电能的一种艺术。早在1839年，法国小伙子埃德蒙贝克勒尔19岁时，在他父亲的实验室里第一次论证（证实了）了光电池的设计。

3、然而，对于这种效用的理解和开发依赖于一些20世纪的重要的科学和技术的发展。一个是量子力学的发展，它是20世纪最主要的智力成就之一。另一个是半导体技术的发展，它对电子学革命以及微芯片的扩散起着重要的作用。在（loferski,1993）中有现代光伏电池有趣的发展历史。幸运的是，由于它的来由和发展背景，太阳能电池利用的简易性和可靠性是技术优点之一。这本书在开始几章中，讲述了在这个过程中的两个最重要要素的特性，一是阳光，它是最基础的能量来源，二是太阳能电池，通过完美地内在过程将阳光转化为电能。在检查一套光伏系统之前，我们先从特定目的的应用来看看电池的生产和组件，比如说通过家庭独立的能

4、量供给的太阳能汽车或者浇灌的水泵所连接的输电线路。这本书的目标是为这个领域的工作者提供最基本的信息，这些信息在理解光伏电池的操作规则，确定正确的应用和进行简单的光伏电池系统的设计是必需的。它基于应用于N.S.W大学电子工程系的课程资料,它将继续被用作基础课程。随着熟悉光伏电池的概念及其应用的大学毕业生数量的增长，我们希望在澳大利亚以及全世界增加光伏电池的应用。第一章太阳光的特性1.1波粒二象性在过去的几个世纪中，人们对光的理解在两个明显冲突的观点之间来回反复的改变（在Gribben1984有大量的可读性强的量子理论的发展过程）。在17世纪晚期，牛顿的光是由粒子组成的理学观点是非

5、常流行的。直到19世纪早期，杨和菲涅耳通过实验表明光束具有干涉作用，这表明光是由波构成的。直到19世纪60年代，麦克斯韦的电磁场理论被接受，光被理解为不同波长的电磁波频谱的一部分。在1905年，爱因斯坦提出光是由离散的粒子流或者量子能量组成，并且用这种理论解释了光电效应。光的这种本性现在完全被接受了。光被认作具有波粒二象性，用公式可以表达如下：：光束的频率；：光束的波长；：光子的能量；：普朗克常量，其值为47；：光速（）。在定义光伏电池或太阳电池的过程中，光有时候被看作波，有时候被看作粒子或是光子。1.2黑体辐射黑体是一个能吸收全部入射辐射的理想物体和理想的辐射发射源。当黑体受

6、热的时候，它开始发光,也就是说，它开始发出电磁辐射。给金属加热就是一个最常见的例子。金属得到的热量越多，他发出的光的波长越短，由最开始的红色逐渐的变为了白色。传统的物理学不能够解释从被加热物体辐射出来的光的波长分配。然而，在1900年，麦克斯韦得出一个描述这种分配数学表达式。这个表达式直到五年以后—爱因斯坦的量子理论出现—才被基础的物理学理解。当温度T给定，黑体辐射的能量密度，取决于辐射频率及其范围，即和，由普朗克辐射法则给出：：每单位面积上单位波长的能量；：玻尔兹曼常量。图1.1阐明了，黑体辐射能量的分配随温度的变化。图中最低的曲线是黑体的温度为3000K时，大约为白炽灯中钨

7、丝的温度。大约在波长为1处辐射能量达到的最大值，此波长处于红外线波段。在这种情况下，辐射的能量中，处于可见光波段（0.4～0.8）的只占很少的一部分，这就说明了这些灯为什么效率这么低。超过大多数金属熔点的温度能够在这个范围（0.4－0.8）内改变峰值能量。47图1.11.3太阳和它的辐射太阳是一个气体高温球体，它的热量来源于内部的核聚变反应。它的内部温度高达20，000，000K。图1.2表明，来自于太阳内部的剧烈辐射的能量被接近于它表面的氢离子层吸收。能量的转移是通过这种方式进行的，首先能