薄膜太阳能电池 ppt课件
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一、引言太阳能光电转换电池主要分为两类,一类是晶体硅电池,包括单晶硅(sc—si)电池、多晶硅(mc—si)电池两种,它们占据约93%的市场份额;另一类是薄膜电池,主要包括非晶体硅(a—Si,使用的是硅,但以不同的形态表现)太阳能电池、铜铟镓硒(cICS)太阳能电池和碲化镉(cdTe)太阳能电池,这类电池占据7%的市场份额。
晶体硅太阳能电池一直是主流产品,其中多晶硅太阳能电池自l998年开始成为世界光伏市场的主角。
但是由于晶体硅太阳能电池所需的高纯多晶硅价格飙升,使得晶体硅电池价格上涨,为非晶硅太阳能电池带来了行业机会。
制造晶体硅类太阳能电池成本高、能耗大、有污染,要解决这些问题,使太阳能行业真正变成最环保的产业,只能大力发展非晶硅太阳能电池。
二、优点1.非晶硅具有较高的光吸收系数.特别是在0.3-0.75um的可见光波段,它的吸收系数比单晶硅要高出一个数量级.因而它比单晶硅对太阳能辐射的吸收率要高40倍左右,用很薄的非晶硅膜(约1um厚)就能吸收90%有用的太阳能.这是非晶硅材料最重要的特点,也是它能够成为低价格太阳能电池的最主要因素.2.非晶硅的禁带宽度比单晶硅大,随制备条件的不同约在1.5-2.0eV的范围内变化,这样制成的非晶硅太阳能电池的开路电压高.3.制备非晶硅的工艺和设备简单,淀积温度低,时间短,适于大批生产.制作单晶硅电池一般需要1000度以上的高温,而非晶硅电池的制作仅需200度左右.4.由于非晶硅没有晶体硅所需要的周期性原子排列,可以不考虑制备晶体所必须考虑的材料与衬底间的晶格失配问题.因而它几乎可以淀积在任何衬底上,包括廉价的玻璃衬底,并且易于实现大面积化.5.制备非晶硅太阳能电池能耗少,约100千瓦小时,能耗的回收年数比单晶硅电池短很多三、原理非晶硅电池的工作原理是基于半导体的光伏效应。
当太阳光照射到电池上时,电池吸收光能产生光生电子—空穴对,在电池内建电场Vb的作用下,光生电子和空穴被分离,空穴漂移到P边,电子漂移到N边,形成光生电动势VL,VL与内建电势Vb相反,当VL=Vb时,达到平衡;IL=0,VL达到最大值,称之为开路电压Voc;当外电路接通时,则形成最大光电流,称之为短路电流Isc,此时VL=0;当外电路加入负载时,则维持某一光电压VL 和光电流IL。