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埃爾派知識課堂:一文了解太陽能電池有哪些種類

2021-04-21
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作者:埃爾派
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字體大小: 12 14 16
太陽能電池利用太陽光和材料的相互作用,基于半導體的光生伏特效應將太陽輻射直接轉換為電能。不同材料的太陽能電池雖然光譜響應的范圍不同,但光電轉換的原理是一致的,其對環境無污染,是利用可持續太陽能資源解決能源危機和環境問題的重要途徑之一。...

太陽能電池利用太陽光和材料的相互作用,基于半導體的光生伏特效應將太陽輻射直接轉換為電能。不同材料的太陽能電池雖然光譜響應的范圍不同,但光電轉換的原理是一致的,其對環境無污染,是利用可持續太陽能資源解決能源危機和環境問題的重要途徑之一。

在晶體中,電子的數目總是與核電荷的數目一致,因此,p型硅和n型硅對于外部而言是電中性的。

單一的p型或n型硅在光照下僅產生溫度變化,可使電子從化學鍵中釋放出來,但短時間內會被再次捕獲。當p型材料和n型材料相接時,晶體界面位置稱為p-n結,此時,界面層n型材料中的自由電子和p型材料的空穴相對應。在p-n結內建電場的作用下,n區的空穴向p區運動,p區的電子向n區運動,最后在太陽能電池的受光面產生負電荷積累,在電池背光面產生正電荷積累。

太陽能電池按照結構和材料可以分為多種類型。

按結構分類

同質結電池:同一種半導體材料構成一個或多個p-n結的電池。

異質結電池:兩種不同的半導體材料構成一個異質結的太陽能電池。

肖特基結電池:金屬和半導體組成“肖特基勢壘”的電池。

光電化學電池:浸于電解質中的半導體電極構成的電池,也稱液結電池。

按材料分類

單晶硅太陽能電池:單晶硅太陽能電池在制作過程中一般采用表面織構化、發射區鈍化、分區摻雜等技術。其轉換效率最高,技術較成熟,目前主要有平面單晶硅電池和刻槽埋柵電極單晶硅電池。

多晶硅薄膜太陽能電池:制備多晶硅薄膜電池多采用液相外延法、濺射沉積法和化學氣相沉積法。多晶硅薄膜電池使用的硅量遠少于單晶硅,且無效率衰退問題,可在廉價的襯底材料上制備,成本遠低于單晶硅電池,效率高于非晶硅薄膜電池。

非晶硅薄膜太陽能電池:非晶硅太陽能電池重量輕、成本低,轉換效率高,但穩定性不高。目前,制備非晶硅薄膜太陽能電池的方法主要有反應濺射法、低壓力化學氣相沉積法、等離子體增強化學氣相沉積法等,可分別制得單結電池和疊層太陽能電池。

除硅系電池外,其他太陽能電池還包括砷化鎵III-V族化合物、硫化鎘、碲化鎘及銅銦硒薄膜電池等。

來源:中國粉體網

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