《光伏电池的分类》PPT课件

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1、第三章光伏电池的分类一、太阳能电池的种类二、硅太阳能电池三、化合物半导体四、有机太阳能电池五、光化学太阳能电池一.太阳能电池的种类无机太阳能电池半导体硅(单晶、多晶、非晶、微晶、复合型等）化合物半导体（GaAs、CuInSe2、CdTe、InP等）有机太阳能电池有机半导体（酞菁锌、聚苯胺、聚对苯乙炔等）光化学太阳能电池（纳米TiO2等）有时也归类于有机太阳能电池A.按照所用材料的不同：.目前各类太阳能电池的实验室转换效率的记录电池种类转换效率研发单位备注单晶硅电池24.7澳大利亚新南威尔士大学4cm2面

2、积背接触聚光单晶硅电池26.8美国Sunpower公司96倍聚光GaAs多结电池40.7德国斯派克Lab333倍聚光多晶硅电池20.3德国弗朗霍夫研究所1.002cm2面积InGaP/GaAs30.28日本能源公司4cm2面积非晶硅电池12.8美国USSC公司0.27cm2面积CIGS电池19.9美国可再生能源实验室0.41cm2面积CdTe电池16.5美国可再生能源实验室1.032cm2面积多晶硅薄膜电池16.6德国斯图加特大学4.017cm2面积纳米硅电池10.1日本钟渊公司2μm膜（玻璃衬底）染料

3、敏化太阳能电池11.0瑞士洛桑联邦理工学院0.25cm2面积无机太阳能电池的种类二、硅太阳能电池（按基体材料分）(1)单晶硅(SingleCrystaline-Si)太阳能电池电池片制造过程大致可分为如下三部分：1.从原材料制造单晶硅棒。2.将单晶硅棒切断，加工成半圆片状。3.形成pn结、加入电极，制成电池片。上电极下电极或背电极单晶硅太阳能电池的结构示意图硅光伏电池一般分为P+/N和N+/P两种结构。其中带+的第一位符号表示电池表面光照层。单晶硅太阳能电池的结构上电极为指形电极(2)多晶硅(Polyc

4、rystaline-Si)太阳能电池制备多晶硅材料有许多方法，其中最常用的就是浇铸法。它是把硅的溶液直接浇铸在坩埚模具中并缓慢冷却固化成多晶硅锭的方法。ThemostpopularmethodformakingCommercialsemicrystallinesiliconiscasting,inwhichmoltensiliconispoureddirectlyintoamoldandallowedtosolidifyintoaningot.多晶硅(Polycrystaline-Si)太阳能电池制作过

5、程浇铸生成的正方形的硅锭，然后使用切割机切成薄片，再加工成电池。多晶硅薄膜是由许多大小不等和具有不同晶面取向的小晶粒构成的。其晶粒尺寸一般约在几十至几百nm级，大颗粒尺寸可达µm级。单晶硅和多晶硅电池片的比较单晶硅电池多晶硅电池在整个晶体内，原子都是周期性的规则排列，称之为单晶（singlecrystal）。由许多取向不同的单晶颗粒杂乱地排列在一起的固体称为多晶（polycrystal）。(3)非晶硅(Amorphous-Si)薄膜太阳能电池非晶硅(又称-Si)太阳能电池一般是用高频辉光放电等方法使硅

6、烷(SiH4)气体分解沉积而成的。非晶硅的禁带宽度为1.7eV，通过掺硼或掺磷可得到P型-Si或N型-Si。薄膜电池中，具有代表性的材料是氢化非晶硅（ɑ-Si:H),氢化非晶硅中化合氢的含量大约10%左右，这些氢原子会对空键（danglingbond)缺陷进行补偿,使得该种电池的应用成为可能。由于a-Si(非晶硅)多缺陷的特点，a-Si的p-n结是不稳定的，而且光照时光电导不明显，几乎没有有效的电荷收集。所以，a-Si太阳能电池基本结构不是p-n结而是p-i-n结。非晶硅太阳能电池的p-i-n结P型

7、非晶硅本征层光生载流子主要在这一层产生n型非晶硅目前制备背电极通常采用掺铝ZnO(A1),简称AZO背电极和Al/Ag电极绒面的TCO（透明导电膜）普通玻璃a-Si太阳能电池基本结构是p-i-n结。掺硼形成P区，掺磷形成n区，i为非杂质或轻掺杂的本征层(因为非掺杂的a-Si是弱n型)。重掺杂的p、n区在电池内部形成内建势，以收集电荷。太阳光照通过电线产生电流。非晶硅太阳能电池发电原理P-I-N结工作原理○○○○○○○○－－－－－－－－PIN－－－－－－－－○○○○○○○○E2009年，SunFab“sy

8、stem公司制备出的大型薄膜太阳能电池玻璃基板由于非晶硅没有晶体所要求的周期性原子排列，可以不考虑制备晶体所必须考虑的材料与衬底间的晶格失配问题。因而它几乎可以淀积在任何衬底上，包括廉价的玻璃衬底，并且易于实现大面积化。图2非晶硅柔性太阳能电池非晶硅薄膜太阳能电池具备以往产品没有的“轻”、“薄”、“可弯曲”等特点，其优点为基板采用塑料薄膜，其重量仅相当于以往玻璃基板的十分之一与建筑相配合,建造太阳能房非晶硅太阳能电池可以制成半透明的，如作为