太陽電池結(jié)構(gòu)

太陽電池結(jié)構(gòu)第一頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二使用不同的材料及制造技術(shù)，太陽電池的架構(gòu)會(huì)有不同的變化。但最基本的太陽電池結(jié)構(gòu)可分為基板、P-N二極管、抗反射層、表面粗糙結(jié)構(gòu)話和金屬電極五個(gè)主要部分。第二頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二晶體硅太陽電池第三頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二薄膜太陽電池薄膜型太陽電池依材料種類的不同，可分為：（1）薄膜型結(jié)晶硅太陽電池（c-Si）（2）薄膜型非晶硅太陽電池（a-Si）（3）二六族化合物太陽電池，例如CdTe及CuInSe2等（4）三五族化合物太陽電池，例如GaAs及InP等第四頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二非晶硅薄膜太陽電池當(dāng)太陽光子照射到a-Si太陽電池時(shí)，很容易就完全穿透p層薄膜，所以大部分的光子吸收必須發(fā)生在較厚的i層薄膜里。當(dāng)光子被i層薄膜吸收時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生一對(duì)電子-空穴對(duì)，然后在n層與p層之間的導(dǎo)入電場的牽引之下，這些電子-空穴對(duì)會(huì)分別流向n層與p層，于是產(chǎn)生了光電流，這就是a-Si太陽電池最基本的發(fā)電原理。第五頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二碲化鎘（CdTe）薄膜太陽電池第六頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二銅銦鎵硒薄膜太陽電池CIGS太陽能電池的基本結(jié)構(gòu)：玻璃襯底、(Mo)導(dǎo)電層、CIGS(或CIS)吸收層、(CdS)過渡層、(i-ZnO)異質(zhì)結(jié)N型層、(n—ZnO)窗口層、(MgF2)防反射層和電極，第七頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二第八頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二Mo作為電池的底電極，要求具有比較好的結(jié)晶度和表面電阻；P—CIGS層作為光吸收層，要求所做出的半導(dǎo)體薄膜是P型的，且為黃銅礦結(jié)構(gòu)；CdS作為緩沖層，降低i-ZnO與P-CIGS之間帶隙的不連續(xù)性，解決CIS表面的不平整；n．ZnO(AZO)與Al電極構(gòu)成歐姆接觸；i-ZnO層與P-CIGS構(gòu)成pn結(jié)，并且吸收短波太陽光。第九頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二染料敏化太陽電池結(jié)構(gòu)從左到右分別為：導(dǎo)電玻璃，多孔納米氧化物（TiO2），染料，電解質(zhì)，對(duì)電極。第十頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二第十一頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二納米結(jié)構(gòu)太陽能電池三維圓錐太陽能電池第十二頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二同軸納米線光伏電池，效率5.4%第十三頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二納米結(jié)構(gòu)有機(jī)-無機(jī)異質(zhì)節(jié)太陽電池在多空TiO2表面沉積Sb2S3和P3HT的全固態(tài)納米結(jié)構(gòu)太陽電池，效率為5.13%第十四頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二TiO2納米管納米結(jié)構(gòu)的混合太陽能電池，效率3.32%第十五頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二太陽電池各參數(shù)第十六頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二第十七頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二要判斷一個(gè)太陽電池性能的好壞，最重要的參數(shù)就是能量轉(zhuǎn)換效率（η，energyconversionefficiency）。轉(zhuǎn)換效率定義為進(jìn)入太陽電池的太陽輻射光能量（Pin）與太陽電池的輸出電能（Pm）的百分比，可由以下的計(jì)算公式表示其中E為標(biāo)準(zhǔn)條件下的日照輻射量（單位為W/m2）,Ac為太陽電池的面積。第十八頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二第十九頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二為了對(duì)太陽能電池的輸出特性作出正確的評(píng)價(jià)，測量和計(jì)算應(yīng)該按下面三個(gè)步驟依次進(jìn)行：1、測量入射于太陽能電池的光強(qiáng)2、測量太陽能電池的輸出特性3、計(jì)算電池的轉(zhuǎn)換效率

第二十頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二暗電流暗電流：在沒有光照的條件下，給PN結(jié)加反偏電壓（N區(qū)接正，P區(qū)接負(fù)），此時(shí)會(huì)有反向的電流產(chǎn)生，這就是所謂的暗電流。對(duì)太陽能電池而言，暗電流不僅僅包括反向飽和電流，還包括薄層漏電流和體漏電流。第二十一頁，共二十二頁，編輯于2023