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薄膜太阳能电池结构及原理剖析

本站为您提供的薄膜太阳能电池结构及原理分析,光伏发电就是利用半导体技术,直接将太阳光转化为电能。硅光电池是一种能将光能直接转换成电能的半导体器件,其结构图所示,它实质上是一个大面积的半导体PN结。用热扩散法生成一层N型受光层,基体和受光层的交接处形成PN结。在N型层受光层上制作有栅状负电极,另外在受光面上还均匀覆盖有抗反射膜,它是一层很薄的天蓝色一氧化硅膜,可以使电池对有效入射光的吸收率达到90%以上,并使硅光电池的短路电流增加25%-30%.

薄膜太阳能电池概略

薄膜电池望文生义便是将一层薄膜制备成太阳能电池,其用硅量很少,更简单降低本钱,一起它既是一种高效动力产品,又是一种新式修建资料,更简单与修建完美结合。在世界商场硅原资料继续严重的布景下,薄膜太阳电池已成为世界光伏商场开展的新趋势和新热门。

模块结构

薄膜太阳能模块是由玻璃基板、金属层、通明导电层、电器功用盒、胶合资料、半导体层等所构成的。

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品种

非晶硅(Amorphous Silicon, a-Si)、微晶硅(Nanocrystalline Silicon,nc-Si,Microcrystalline Silicon,mc-Si)、化合物半导体II-IV 族[CdS、CdTe(碲化镉)、CuInSe2]、色素敏化染料(Dye-SensiTIzed Solar Cell)、有机导电高分子(Organic/polymer solar cells) 、CIGS (铜铟硒化物)。。等

薄膜太阳能电池结构及原理剖析

光伏发电便是运用半导体技能,直接将太阳光转化为电能。太阳能是一种清洁、高效的可再生动力,能广泛使用于家庭发电体系和大型商业光伏项目等许多范畴。

晶体硅是太阳能电池大规模出产中最常用的原资料,一般包含单晶硅和多晶硅。现在晶体硅太阳能电池约占整个太阳能商场90%左右的商场份额。

在各类薄膜太阳能电池中,估计能完成规模化出产的是硅基薄膜,CIS和CdTe,其间CIS薄膜太阳能电池制作过程中由于要用到稀有金属硒,使得大规模的出产的本钱比较高,并且CIS的出产工艺十分复杂,给大规模出产也造成了必定的困难,所以现在机遇还未彻底老练。至于CdTe薄膜太阳能电池,由于其原资料中的“镉”被证实是一种致癌物质,所以与太阳能电池的绿色动力特性有少许抵触,别的其原资料中的“碲”,价格也比较贵。所以比较来说,硅基薄膜电池更适合大规模化出产。

光电池的作业原理及其特性

光电池的作业原理

在一块N形硅片表面,用分散的办法掺入一些P型杂质,构成PN结,光这便是一块硅光电池。当照射在PN上时,如光子能量hv大于硅的禁带宽度E时,则价带中的电子跃迁到导带,发生电子空穴对。由于PN结阻挡层的电场方向指向P区,所以,任阻挡层电场的效果下,被光激起的电子移向N区外侧,被光激起的空穴移向P区外侧,然后在硅光电池与PN结平行的两表面而构成电势差,P区带正电,为光电池的正极,N区带负电,为光电池的负极。照在PN结上的光强添加,就有更多的空穴流向P区,更多的电子流向N区,然后硅光电池两外侧的电势差添加。如上所述,在光的效果下,发生必定方向必定巨细的电动势的现象,叫作光生伏特效应。

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硅光电池特性

1.2.1 光照特性

不同强度的光照射在光电池上,光电池有不同的短路电流Isc和开路电在Voc,如图1所示。由图1可知短路电流Isc—光强Ev特性是一条直线,即短路电流在很宽的光强规模内,与光强成线性关系,而开路电压对错线性的,并且,在当光强较小,约20mW/cm2时,短路电压就趋于饱满。因而,要想用光电池来丈量或操控光的强弱,应当用光电池的短路电流特性。

1.2.2 硅光电池的光谱特性

如图是硅光电池、硒光电池的光谱特性曲线。清楚明了,不同的光电池,光谱曲线峰值的方位不同,例如硅光电池峰值波长在0.8μm左右,硒光电池在0.54μm左右。硅光电池的光谱规模宽,在0.45~1.1μm之间,硒光电池的光谱规模在0.34~0.75μm之间,只对可见光灵敏。

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值得注意的是,光电池的光谱曲线形状,复盖规模,不只与光电池的资料有关,还与制作工艺有关,并且还跟着环境温度的改变而改变。

1.2.3 光电池的温度特性

光电池的温度特性如图3所示。由图可知,开路电压随温度的升高而快速下降,短流电流随温度升高而慢慢添加。所以,用光电池作传感器制作的丈量仪器,即便选用Isc—Ev特性,在被测参量稳定不变时,仪器的读数也会随环境温度的改变而漂移,所以,仪器有必要选用相应的温度补偿办法。;

硅光电池的结构及作业原理

硅光电池是一种能将光能直接转换成电能的半导体器材,其结构图所示。它实质上是一个大面积的半导体PN结。硅光电池的基体资料为一薄片P型单晶硅,其厚度在0.44mm以下,在它的表面上运用热分散法生成一层N型受光层,基体和受光层的交接处构成PN结。在N型层受光层上制作有栅状负电极,别的在受光面上还均匀掩盖有抗反射膜,它是一层很薄的天蓝色一氧化硅膜,能够使电池对有用入射光的吸收率到达90%以上,并使硅光电池的短路电流添加25%-30%.

薄膜太阳能电池结构及原理剖析

以硅资料为基体的硅光电池,能够运用单晶硅、多晶硅、非晶硅来制作。单晶硅光电池是现在使用最广的一种,它有2CR和2DR两品种型,其间2CR型硅光电池选用N型单晶硅制作,2DR型硅光电池则选用P型单晶硅制作。

硅光电池的作业原理是光生伏特效应。当光照射在硅光电池的PN结区时,会在半导体中激起出光生电子空穴对.PN结两头的光生电子空穴对,在内电场的效果下,归于大都载流子的不能穿越阻挡层,而少量载流子却能穿越阻挡层。成果,P区的光生电子进入N区,N区的光生空穴进入P区,使每个区中的光生电子一空穴对分割开来。光生电子在N区的集结使N区带负电,光生电子在P区的集结使P区带正电.P区和N区之间发生光生电动势。当硅光电池接入负载后,光电流从P区经负载流至N区,负载中即得到功率输出。

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