如何提高太陽能電池效率?太陽能電池電級材料有哪些?

太陽能電池作為常用電池類型，在現(xiàn)代社會得到了進一步發(fā)展。同時，太陽能電池為我們的生活帶來了諸多便利，如美團單車上面的太陽能電池，為定位續(xù)航提供了支持。為增進大家對太陽能電池的認識，本文將介紹提高太陽能電池效率的技術(shù)以及太陽能電池的電級材料。如果你對太陽能電池具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、如何提高太陽能電池效率

太陽能電池，是一種利用太陽光直接發(fā)電的光電半導體薄片，又稱為“太陽能芯片”或“光電池”，它只要被滿足一定照度條件的光照度，瞬間就可輸出電壓及在有回路的情況下產(chǎn)生電流。在物理學上稱為太陽能光伏(Photovoltaic，縮寫為PV)，簡稱光伏。

太陽能電池是通過光電效應或者光化學效應直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。以光伏效應工作的晶硅太陽能電池為主流，而以光化學效應工作的薄膜電池實施太陽能電池則還處于萌芽階段。

我們所說的太陽能電池效率是什么意思?我們使用的每個設備都具有一定的效率。考慮一臺每小時可生產(chǎn)10個氣球的機器。在這十個氣球中，有兩個氣球有孔或其他類型的缺陷。這意味著該機器的效率為80%，因為該機器吸收了生產(chǎn)10個氣球所需的原材料，但僅將其中的80%轉(zhuǎn)換為有用的輸出。因此，設備的效率代表了提供給它的每單位輸入所產(chǎn)生的有用輸出量。

晶體硅太陽能電池的理論效率為25%(AMO1.0光譜條件下)。太陽能電池的理論效率與入射光能轉(zhuǎn)變成電流之前的各種可能損耗的因素有關(guān)。其中，有些因素由太陽能電池的基本物理決定的，有些則與材料和工藝相關(guān)。從提高太陽能電池效率的原理上講，應從以下幾方面著手：

1、 減少太陽能電池薄膜光反射的損失

2、 降低PN結(jié)的正向電池(俗稱太陽能電池暗電流)

3、 PN結(jié)的空間電荷區(qū)寬度減少，幷減少空間電荷區(qū)的復合中心。

4、 提高硅晶體中少數(shù)載流子壽命，即減少重金屬雜質(zhì)含量和其他可作為復合中心的雜質(zhì)，晶體結(jié)構(gòu)缺陷等。

5、 當采取太陽能電池硅晶體各區(qū)厚度和其他結(jié)構(gòu)參數(shù)。

目前提高太陽能電池效率的主要措施如下，而各項措施的采用往往引導出相應的新的工藝技術(shù)。

(1) 選擇長載流子壽命的高性能襯底硅晶體。

(2) 太陽能電池芯片表面制造絨面或倒金字塔多坑表面結(jié)構(gòu)。電池芯片背面制作背面鏡，以降低表面反射和構(gòu)成良好的隔光機制。

(3) 合理設計發(fā)射結(jié)結(jié)構(gòu)，以收集盡可能多的光生載流子。

(4) 采用高性能表面鈍化膜，以降低表面復合速率。

(5) 采用深結(jié)結(jié)構(gòu)，幷在金屬接觸處加強鈍化。

(6) 合理的電極接觸設計以達到低串聯(lián)電阻等。

二、太陽能電池的電極材料有哪些

太陽能電池是通過光電效應或者光化學效應直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。以光電效應工作 的菁膜式太陽能電池為主流，而以光化學效應工作的式太陽能民池則還處于萌芽階段。太陽光照在半導體p-n結(jié)上，形成新的空穴由-電子對。在p-n結(jié)電場的作用下，空穴由n區(qū)流向p區(qū)，電子由p區(qū)流向n區(qū)，接通電路后就形成電流。這就是光電效應太陽能電池的工作原理。

太陽能電池按結(jié)晶狀態(tài)可分為結(jié)晶系薄式和非結(jié)晶系膜式(以下表示為a-)兩大類，而前者又分為單結(jié)晶形和多結(jié)晶形。

按材料可分類硅薄膜形、化合物半導體薄膜形和有機薄膜形，百化合物半導體薄膜形又分為 非結(jié)晶形(a-Si:H,a-Si:H:F,a-SixGel-x:H等)、ⅢV族(GaAs,InP)、ⅡⅥ族(cds系)和磷化鋅(Zn3P2)等。插表列出了各類太陽能電池的分類和用途。

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