薄膜太阳能电池.ppt

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1、应用“薄膜光伏”在光伏发电技术上的改进指导老师：韩宏伟教授，成员：林健哲王晖米仁杰主要内容目前存在问题4下阶段研究计划及主要施51薄膜太阳能电池介绍已经取得的成果，实物3项目进展情况2背景介绍存储量有限不可再生能源产物对环境造成影响不安全可再生清洁无污染安全可靠石油煤炭天然气核能太阳能风能潮汐能地热能对流能水能2007年445MW2008年988.8MW2006年370MW增长120%增长122%2009年19.8%占太阳能电池的发展现状我国高度重视太阳能电池技术的研发和产业化，与国际先进水平差距逐步缩小，积极有序地发展。截至2008年底，我国已建成并投产的14家薄膜太阳能电

2、池企业的产能约达125.9MW，年产量约为46MW。截止2009年底，已开工建设和已开展前期工作宣布建设的薄膜太阳能电池项目将近40个，按其规划，2014年前全部建成后的产能将高达约4000MW。薄膜太阳能电池的特色1.相同遮蔽面积下功率损失较小(弱光情况下的发电性佳)2.没有内部电路短路问题3.照度相同下损失的功率较晶圆太阳能电池少4.有较佳的功率温度系数5.较高的累积发电量6.只需少量的原料,成本低7.较佳的光传输8.厚度较传统太阳能电池薄9.材料供应来源广10.可与建材整合性运用(BIPV)非晶硅(AmorphusSilicon,a-Si)微晶硅(Nanocrystal

3、lineSilicon，nc-Si，MicrocrystallineSilicon，mc-Si)化合物半导体II-IV族（CdS、CdTe、CuInSe2）色素敏化染料(Dye-SensitizedSolarCell)有机导电高分子(Organic/polymersolarcells)薄膜太阳能电池的分类2.项目研究进展情况说明1.2011.11-2011.12详细查阅与学习了有关薄膜太阳能电池的资料，了解了薄膜太阳能电池的发展现状前景与趋势，掌握了各种不同种类薄膜太阳能电池的技术特点。对各种薄膜太阳电池近几年来的发展情况，包括其生产成本、转换效率等在内的优劣势做了较详细的比

4、较。确定了研究重点为有机薄膜太阳电池。2.2012.1针对有机薄膜太阳能电池进行了重点研究，在分析研究其工作原理和组成结构的基础上，提出了部分改进想法。3.2012.2初步学习了多元化合物薄膜太阳能电池工作原理，将有机薄膜太阳电池与多元化合物薄膜太阳电池进行分析比较。4.2012.3-现在，对几个月以来的成果汇总，利用改进意见动手改进有机薄膜太阳能电池。5.为了提高动手能力，加深对太阳能电池的了解，我们将本项目与正在进行的光电设计大赛结合起来，即在设计的小车动力采用太阳能电池与普通电池的混合动力装置。3.已经取得的成果，实物展示关于薄膜太阳电池的原理的研究主要是利用光伏效应(

5、photovoltaiceffect)将光能直接转换成电能的一种P-N结半导体装置。当晶片的接触面受光后，只要光子的能量等于或大于Eg，就会把电子从价带激发到导带，在价带中留下一个空穴，产生电子-空穴对。如果所产生的电子-空穴对有足够长的寿命，各自扩散到p-n结的势垒区附近，在p-n结的内建电场作用下被互相分离，光生的非平衡空穴往带负电的p型区移动，电子往带正电的n型区移动。在p-n结开路情况下。n区边界将积累非平衡电子，p区边界将积累非平衡空穴，产生一个与p-n结内建电场方向相反的光生电场Voc，这就是光伏效应。在p-n结短路情况下光生电子和光生空穴分别产生电流Jn和Jp，

6、总的光生电流密度Jsc为两者之和。此时在晶片的两边加上电极并引入负载，只要光照不停止，就会不断地有电流流过电路，p-n结起到了电源的作用，这就是光电池的基本工作原理。光照在接触面产生的电子－空穴对愈多，电流愈大。薄膜太阳能模块结构图薄膜太阳能模块是由基板、金属层、透明导电层、电器功能盒、胶合材料、半导体层..等关于有机薄膜太阳电池通过对有机薄膜太阳电池的研究，我们绘出了它的原理图如下图并提出了改进意见。改进意见：（1）在有机薄膜光电池的吸收层镀上紫外光吸收薄膜可以有效降低其光电转换效率的衰减。.（2）优化电极材料，对电极的表面修饰，形成良好的欧姆接触，最大限度地减少电子和空穴

7、在传输过程中的损耗。（3）寻找合适的电子和空穴传输材料，保证电子空穴对能够有效地分离和传导，降低电子空穴对传输过程中的复合和耗散几率。（4）采用光敏小分子掺杂，提高载流子的收集效率。（5）寻找叠层结构最优的层数，继续探索修饰层的优化方式。太阳光光谱可以分成连续的若干部分，采用能带宽度与各部分有最好匹配的材料做成电池，并按能隙从大到小的顺序从外向内叠合起来，让波长短的光被宽隙材料电池利用，波长较长的光能够透射进去让较窄能隙材料电池利用，最大限度地将光能变成电能。通过这样的叠层结构，一方面太阳光的各个波段的