太阳能电池材料的研究进展水

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1、太阳能电池材料的研究进展水本文由xdh9uvyzvk贡献pdf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。２００６年　赣南师范学院学报　Ｊｕａｏ　ａｎｎＴａｈ￣Ｃ￣ｇ　ｏｒｌｆｎａ　ｅｃｅｏｅｅｎ　ＧＮ．　ｏ６第六期　Ｄｅ．０６Ｃ２０　太阳能电池材料的研究进展水　彭艳红，雪峰，和瑞　韩温（赣南师范学院化学与生命科学学院，江西赣州　３１０　４００）摘要：太阳能利用的关键是太阳能的捕获与转换，太阳能转换形式有多种。但最基本的是通过光敏材料将　太阳能转化为电能和化学能、本文从硅

2、基半导体太阳能电池材料到当前染料敏化半导体太阳能电池材料，综述了太　阳能电池材料的研究进展．　关键词：太阳能；电能；太阳能电池；太阳能电池材料　中图分类号：Ｔ３４１　Ｎ０．”文献标识码：Ａ　文章编号：１０－３２０）６－０８０　０４８３￣０６０－７－４０随着煤、石油、天然气等能源的日益枯竭，人们迫切需要寻找新的能源．占地球总能量９％以上的太阳能是没有污染的　９清洁能源．目前要解决的一个重要问题是太阳能的捕获和转换，太阳能转换的形式多种多样．但基本的一点是通过光敏材料　将太阳能转化为化学能和电能．４年Ｏｉ１１

3、９ｈ首次报道了高纯单晶硅光照能产生很高的光电压响应．当前基于单晶硅、多晶硅和　非品硅材料的太阳能电池已经获得广泛应用，硅晶系列太阳能电池的总能量转换效率已达２０％以上．用作太阳能电池的　目前材料主要有无机半导体材料和具有共轭结构的有机化合物或金属配合物．无机半导体材料发展起步早．研究比较深人．但由　于无机半导体材料制作复杂，价格昂贵．大规模使用受到成本、技术和资源的限制．世纪７年代起人们开始探索具有共轭　２ｏＯ结构的有机化合物或金属配合物太阳能电池材料．文从硅半导体体太阳能电池材料到当前染料敏化半导体太阳

4、能电池材料　本的研究．综述Ｊ太阳能电池材料的研究进展．，　１无机半导体太阳能电池材料　太阳能电池的基本原理是太阳光照射到太阳能电池材料上．使电池材料中的价带电子激发到导带上产生电子一空穴对．　电子一空穴对在静电势能作用下分离，电子移向负极，空穴移向正极，然后被接触电极收集，这样外电路就有电流通过．　太阳光能转换成电能的基本过程包括：１（）电子光激发；（）２载流子的生成；（）３载流子的迁移．阳光照射到光电转换材料时，当太　只有光子的能量大于该材料的禁带宽度时，才可能把价带电子激发到导带上去，使价带产生空穴．

5、５１４年贝尔实验室的研究　９人员把ｐｎ结引进单品硅．发现了光电现象，并由此开创了无机半导体太阳能电池的研究．—典型的无机半导体光电池是由Ｐ　型半导体和ｎ型半导体两种半导体相接触而成，在两种半导体材料的结合处形成ｐｎ结．卜＿在结合区由ｎ型半导体扩散过来的　电子能填充到Ｐ型半导体的空穴形成一个耗尽层和本征电势．　单晶硅太阳能电池是开发得最早、使用最广泛的一种太阳能电池．其结构和生产工艺已定型，品已广泛应用于空间技　产术和其它方面．单晶硅太阳能电池是由高质量的单晶硅材料制成的、．目前商用晶体硅光伏产品的光转化率

6、约为２％左右．０由于　单品硅材料的制作成本昂贵．而半导体薄膜太阳能电池材料只需几微米厚就能实现光电转换．是降低成本和提高光子循环的　理想材料…晶硅薄膜太阳能电池是用非晶硅半导体材料制备的一种薄膜电池．晶硅薄膜太阳能电池可以用玻璃、特种塑　．非非料、陶瓷、不锈钢等为衬底．多晶硅薄膜太阳电池是将多品硅薄膜生长在低成本的衬底材料上作为太阳电池的激活层．　纳米Ｔ：ｉ半导体的化学性质稳定，米ＴＯ半导体用做太阳能电池材料的原理与硅半导体相同．ＴＯ是宽禁带（：Ｏ纳ｉ：但ｉ：堙　３ｅ）半导体化合物．应用于太阳能电池只有波

7、长较短的太阳光（＜８ｎ）才能被吸收．而这部分紫外线（０－０ｎ）．．Ｖ２／３７ｍｉ３－４０ｍ．　０￣占到达地面上的太阳光能的４一％嘲太阳能利用率很低．％６，提高太阳能吸收效率的途径是缩短Ｔ：ｉ半导体的禁带宽度使其吸　ｏ收光谱向可见光扩展，可以通过金属离子掺杂、非金属离子注入、半导体复合以及染料敏化等几个方法来缩短Ｔ２ｉ的禁带　０宽度　；另一利?方法是增大薄膜的比表面积和在纳晶薄膜电极中引入光散射中心．使光在薄膜内部发生散射　２有机太阳能电池材料　从２世纪７年代起开始探索一些具有大共轭结构的有机化合物或金属配

8、合物用做太阳能电池材料与无机半导体太阳能　００电池相比，有机材料制备太阳能电池具有制造面积大、制作简单、廉价、并且可以在可卷曲折叠的村底上制备具有柔性的太　阳能电池等优点．太阳能电池材料主要是一些具有大共轭结构的有机小分子茈类化合物、有机染料分子、富勒烯及其衍　有机生物等．有机小分子化合物的主要优势是制备和表征比较简单，化学结构很容易修饰。可以根据需要进行设计和改变官能团．　有机太阳能电池是在两个电极之问央着有机半导体材料．它