太阳电池工作道理的基础是半导体PN结的光生伏打效应。。。。。。。。所谓光生伏打效应就是当物体受到光照时,,,,,,,物体内的电荷散布状态产生变动而产生电动势和电流的一种效应。。。。。。。。太阳光照在半导体p-n结上,,,,,,,形成新的空穴-电子对,,,,,,,在p-n结电场的作用下,,,,,,,空穴由n区流向p区,,,,,,,电子由p区流向n区,,,,,,,接通电路后就形成电流。。。。。。。。这就是光电效应太阳电池的工作道理。。。。。。。。
太阳能作为一种新能源,,,,,,,它与通例能源相迸仔三大特点:
第一、它是人类能够利用的最丰硕的能源,,,,,,,足以供地球人类使用几十亿年;;;;;;;;
第二、地球上,,,,,,,无论何处都有太阳能,,,,,,,能够当场开发利用,,,,,,,不存在运输问题,,,,,,,尤其对交通不蓬勃的村落、海岛和边远地域更有利用价值;;;;;;;;
第三、太阳能是一种干净的能源。。。。。。。。在开发和利用时,,,,,,,不会产生废渣、废水、废气,,,,,,,也没有噪音,,,,,,,更不会影响生态平衡,,,,,,,绝对不会造成传染与公害。。。。。。。。
凭据所用资料的分歧,,,,,,,太阳电池可分为:
。。。。。。。。1)、硅太阳电池;;;;;;;;
。。。。。。。。2)、多元化合物薄膜太阳能电池;;;;;;;;
。。。。。。。。3)、有机化合物太阳能电池;;;;;;;;
。。。。。。。。4)、敏化纳米晶太阳能电池;;;;;;;;
。。。。。。。。5)、聚合物多层建饰电极型太阳能电池。。。。。。。。
硅太阳电池可分为单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池和非晶硅薄膜太阳电池。。。。。。。。
单晶硅太阳能电池,,,,,,,是以高纯的单晶硅棒为原料的太阳能电池,,,,,,,其转换效能最高,,,,,,,技术也最为成熟。。。。。。。。高机能单晶硅电池是成立在高质量单晶硅资料和有关的热加工处置工艺基础上。。。。。。。。
多晶硅薄膜太阳电池是将多晶硅薄膜成长在低成本的衬底资料上,,,,,,,用相对薄的晶体硅层作为太阳电池的激活层,,,,,,,不仅维持了晶体硅太阳电池的高机能和不变性,,,,,,,并且资料的用量大幅度降落,,,,,,,显著地降低了电池成本。。。。。。。。多晶硅薄膜太阳电池的工作道理与其它太阳电池一样,,,,,,, 是基于太阳光与半导体资料的作用而形成光伏效应。。。。。。。。
非晶硅薄膜太阳能电池所选取的硅为a-Si。。。。。。。。其根基结构不是pn结而是pin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。。。。。。。。
多元化合物薄膜太阳能电池资料为无机盐,,,,,,,其重要蕴含砷化镓III-V族化合物、硫化镉、碲化镉及铜铟硒薄膜电池等。。。。。。。。
硫化镉、碲化镉多晶薄膜电池的效能较非晶硅薄膜太阳能电池效能高,,,,,,,成本较单晶硅电池低,,,,,,,并且也易于大规模出产,,,,,,,但由于镉有剧毒,,,,,,,会对环境造成严沉的传染,,,,,,,因而,,,,,,,并不是晶体硅太阳能电池最梦想的代替产品。。。。。。。。
砷化镓III-V化合物电池的转换效能可达28%,,,,,,,砷化镓化合物资料拥有极度梦想的光学带隙以及较高的吸收效能,,,,,,,抗辐照能力强,,,,,,,对热不敏感,,,,,,,适合于造作高效单结电池。。。。。。。。但是砷化镓资料的价值不菲,,,,,,,因而在很大水平上限度了用砷化镓电池的遍及。。。。。。。。
铜铟硒薄膜电池(简称CIS)适合光电转换,,,,,,,不存在光致衰退效应的问题,,,,,,,转换效能和多晶硅一样。。。。。。。。拥有价值便宜、机能优良和工艺单一蹬着点,,,,,,,将成为今后发展太能电池的一个沉要方向。。。。。。。。唯一的问题是资料的起源,,,,,,,由于铟和硒都是比力罕见的元素,,,,,,,因而,,,,,,,这类电池的发展又必然受到限度。。。。。。。。
有机太阳能电池以有光敏性质的有机物作为半导体资料,,,,,,,以光伏效应而产生电压形成电流。。。。。。。。有机太阳能电池依照半导体的资料能够分为单质布局造、pn异质布局造和染料敏化纳米晶结构。。。。。。。。
凭据有关调查数据,,,,,,,有机太阳能电池的成本均匀只有硅太阳能电池的10%--20%;;;;;;;;然而,,,,,,,目前市场上的有机太阳能电池的光电转换效能最高只有10%,,,,,,,这是造约其全面推广的重要问题。。。。。。。。因而,,,,,,,若何提高光电转换率是今后应该解决的沉点问题。。。。。。。。
染料敏化TiO2太阳电池现实上是一种光电化学电池。。。。。。。。1991年,,,,,,,瑞士洛桑高档工业学院(EPFL)的Michael Gr?tzel 教授辅导的钻研幼组用廉价的宽带隙氧化物半导体TiO2造备成纳米晶薄膜,,,,,,,薄膜上吸附大量羧酸-联吡啶Ru(II)的共同物的敏化染料,,,,,,,并选用含氧化还原 电对的低挥发性盐作为电解质,,,,,,,研造成一种称为染料敏化纳米晶太阳能电池 。。。。。。。。
纳米晶TiO2太阳能电池的利益在于它廉价的成本和单一的工艺及不变的机能。。。。。。。。其光电效能不变在10%以上,,,,,,,造作成本仅为硅太阳电池的 1/5~1/10,,,,,,,寿命能达到20年以上。。。。。。。。但此类电池的钻研和开发刚刚起步,,,,,,,估计不久的将来会逐步走上市场。。。。。。。。
以有机聚合物包办无机资料是刚刚起头的一个太阳能电池造作的钻研方向。。。。。。。。由于有机资料柔性好,,,,,,,造作容易,,,,,,,资料起源宽泛,,,,,,,成本低蹬着势,,,,,,,从而对大规模利用太阳能,,,,,,,提供廉价电能拥有沉要意思。。。。。。。。
以有机资料造备太阳能电池的钻研仅仅刚起头,,,,,,,不论是使用寿命,,,,,,,还是电池效能都不能和无机资料出格是硅电池相比。。。。。。。。能否发展为拥有实用意思的产品,,,,,,,还有待于进一步钻研索求。。。。。。。。