太阳能电池发展现状及高效率实例
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太阳能技术的发展现状与前景一、发展现状随着能源资源的日益枯竭和环境问题的愈加严重,太阳能作为一种清洁的、可再生的能源,受到越来越多的关注和重视。
从目前的发展情况来看,太阳能技术已经取得了令人瞩目的进展。
1、太阳能电池技术太阳能电池技术是当前太阳能技术的核心之一,其主要应用是将太阳光转化为电能。
近年来,太阳能电池的效率不断提高,特别是在多晶硅、单晶硅、薄膜太阳能电池等领域,效率已达到了20%以上,这使得太阳能技术的应用范围更加广泛。
2、太阳能热利用技术太阳能热利用技术主要是利用太阳能产生热能,进行供热、供暖、制冷等。
目前,太阳能热利用技术已经应用于工业、民用领域,如太阳能热水器、太阳能空调等,这些都是通过太阳能进行环保节能的绿色能源。
二、未来发展趋势未来太阳能技术的发展趋势主要体现在三个方面:效率、成本和应用。
1、提高效率未来太阳能技术发展的关键是提高太阳能电池的转化效率,这也是目前太阳能技术发展的重中之重。
从技术层面来讲,双面电池、多晶硅电池等高效太阳能电池已经开始应用。
在未来,有可能通过镜面反射、太阳能追踪和集中光伏等技术策略,使太阳能电池的效率达到甚至超过30%。
2、减少成本太阳能技术的发展面临的另一个挑战是成本问题。
随着技术不断进步和规模效应的逐步体现,太阳能产品成本在不断下降。
未来,随着材料成本的降低、生产效率提高,太阳能技术的成本也将进一步降低。
3、扩大应用未来太阳能技术的发展不仅是在原有的领域应用上发力,更是通过技术升级和应用拓展,实现更广泛的应用,如大规模光伏发电、太阳能汽车、太阳能建筑等。
一方面,这需要政策和市场的扶持,另一方面也需要太阳能技术的不断提高和升级。
三、未来需解决的问题尽管太阳能技术在近年来取得了很大的进展,但是其发展仍然面临一些挑战和问题。
1、技术瓶颈太阳能技术的发展受制于物理学等学科的限制,目前的太阳能电池效率尚未达到理论上的极限。
除了提高电池的转化效率,还需要通过技术创新突破其它瓶颈,如太阳能电池的稳定性、耐久性等。
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太阳能电池技术的创新与发展趋势随着可再生能源的重要性日益凸显,太阳能电池技术作为一种清洁、可持续的能源解决方案受到了广泛关注。
太阳能电池技术的创新和发展对于能源行业和环保发展有着重要的意义。
在全球变暖、能源危机和环境保护等问题的推动下,太阳能电池技术正朝着高效、低成本和可持续发展的方向迅速发展。
首先,太阳能电池技术在转换效率方面实现了突破性的进展。
过去,太阳能电池的转换效率相对较低,限制了其在实际应用中的效率和经济性。
然而,近年来,随着新材料和新工艺的引入,太阳能电池的转换效率显著提高。
例如,多晶硅太阳能电池的效率从过去的15%提高到现在的20%左右,而高效率太阳能电池,如单晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池,其转换效率已经达到了25%以上。
这些突破性的创新为太阳能电池的广泛应用铺平了道路。
其次,太阳能电池技术正在向更为灵活、轻薄的方向发展。
传统的太阳能电池往往需要占用较大面积的设备来安装,并且重量较重,限制了它们的使用范围和便携性。
然而,新型的轻薄太阳能电池技术的出现改变了这一局面。
柔性太阳能电池、有机太阳能电池和定制化的太阳能电池等新技术的发展,使得太阳能电池具备了更大的适应性和可塑性。
这些新技术可以被应用在建筑物外墙、车载蓄电池、智能服装和电子设备等不同领域,极大地拓宽了太阳能电池的应用范围。
此外,太阳能电池的生产成本也在不断降低。
过去,太阳能电池的制造过程需要使用昂贵的硅材料,并且生产设备和工艺复杂,导致成本高昂。
然而,随着新工艺和新材料的应用,太阳能电池的生产成本逐渐下降。
例如,薄膜太阳能电池采用了柔性基底和有机材料,生产成本相对较低;柔性太阳能电池使用了具有廉价和丰富资源的材料,如铜锌锡硫化物,进一步降低了生产成本。
这些创新降低了太阳能电池的价格,使其与传统能源来源具有竞争力。
在发展的趋势方面,太阳能电池技术将进一步推动可再生能源的普及和应用。
随着科技进步和工业化的不断发展,太阳能电池的效率和成本会进一步提高,使其在能源供应中的地位得以巩固。
有机太阳能电池技术的现状与未来发展太阳能是最为常见的可再生能源之一,但是常规太阳能电池的生产成本较高,效率也不高,因此有机太阳能电池技术的出现便是一个重要的突破。
有机太阳能电池是一种新型的可再生能源,具有较低的成本、可塑性、透明性、轻量化等优势,目前已经成为了许多科学研究的关注焦点。
一、有机太阳能电池技术的现状有机太阳能电池是将有机分子进行修饰后形成的薄膜材料,分为多种类型例如聚合物太阳能电池、小分子太阳能电池以及染料敏化太阳能电池等。
这些材料可塑、轻便,可以用于制造含有曲面和可弯曲构件的新型设备,以及建筑设计。
此外,有机太阳能电池还可以在室内或室外环境中产生电能,无需额外的电力供应。
聚合物太阳能电池(PSC)是目前研究的重点之一。
它通过构建由聚合物链组成的纳米结构,使电子和空穴能够分离并形成电流。
这种材料光谱范围广,制备简单,可连续制备大面积的器件,适合商业应用。
PSC充分利用了聚合物链的分子链距离、宽深,可以实现光谱范围开发与电子传输的优化。
此外,小分子太阳能电池(SMC)也是一种有机太阳能电池。
与PSC不同的是,SMC是由小分子组成的材料,具有易扩散和高迁移率的特点,其光谱范围有限,适用于特定的应用场景。
SMC的发展空间也在逐步被发掘着。
染料敏化太阳能电池(DSSC)利用了染料吸收光的原理,在锗或氧化锌中生成光生电荷,实现电能转换,它目前最为成熟的应用领域是薄膜太阳能电池板。
DSSC具有美感、透明度高、制作工艺简单等特点,对建筑材料应用非常有前景。
二、未来有机太阳能电池技术的发展有机太阳能电池具有广阔的发展前景。
目前,为了提高材料的光吸收效率和光电转换效率,研究人员正在开发新的有机分子结构及其组合方式。
聚合物及小分子太阳能电池的发展路线是改进电子迁移行为、增强稳定性和制备高效量子点共生材料。
同时,跨出单一有机太阳电池的局限性,实现多元化的应用场景和集成、节能需求。
例如,利用有机太阳能电池制造的柔性屏幕、太阳能电池板等逐渐诞生。
有机太阳能电池的研究现状和应用前景有机太阳能电池是一种新型的太阳能电池。
相较于传统的硅基太阳能电池,有机太阳能电池具有更低的成本和更好的可塑性,可以在各种形状和物品上应用。
目前,有机太阳能电池正在得到越来越多的研究和应用。
一、有机太阳能电池的研究现状有机太阳能电池利用有机半导体材料的光电效应将太阳能转化为电能。
与硅基太阳能电池相比,有机太阳能电池具有成本低、轻薄柔韧、生产工艺简单等特点。
在过去的几十年中,研究人员一直在探索有机太阳能电池的性能和制造方法,我们对有机太阳能电池的认识越来越深入。
有机太阳能电池最初的研究始于20世纪80年代,当时研究者发现染料敏化太阳能电池可以使用有机分子代替原始的染料。
之后,有机太阳能电池就逐渐引起了人们的广泛关注。
然而,直到21世纪初,有机太阳能电池的效率才有了较大的提高。
现在,科学家们已经开发出了许多种类、结构和形状的有机太阳能电池。
其中,非富勒烯有机太阳能电池是目前最具潜力的一种。
2014年以前,有机太阳能电池的最高转换效率一直停留在10%以下,但是随着非富勒烯有机太阳能电池的出现,转换效率得到了重大提高,从而使得有机太阳能电池更加实用。
二、有机太阳能电池的应用前景有机太阳能电池的应用前景非常广阔。
由于其成本低,所以它可以广泛应用于各种领域。
目前,有机太阳能电池已经在众多领域有了应用。
1.智能建筑有机太阳能电池可以嵌入到玻璃、塑料和纸张等材料中,从而用于智能建筑中。
有机太阳能电池不仅可以为智能建筑提供电能,还可以在墙壁、窗户和屋顶上实现光伏发电,并可以与智能家居系统进行连接。
2.便携式电子设备有机太阳能电池适用于便携式电子设备,例如智能手机、笔记本电脑和平板电脑等。
相较于传统的锂电池,有机太阳能电池成本更低,并且可以更加灵活,因此它在便携式电子设备上应用的前景非常广阔。
3.户外运动器材有机太阳能电池也可以用于户外运动器材,例如智能手表、智能眼镜和智能手环等。
这些电子产品由于长时间使用,其电池寿命较短,而有机太阳能电池可以在户外充电,从而更加实用。
太阳能电池的发展历程及技术现状太阳能电池是一种能够将太阳能直接转化为电能的装置,是绿色能源的代表之一,也是目前最为成熟的可再生能源之一。
随着人们对环境保护意识的提高和能源危机的逐渐加剧,太阳能电池的应用价值更加凸显,其发展历程也越来越成为人们关注的热点问题。
一、发展历程太阳能电池的历史可以追溯到19世纪初期。
1839年,科学家法拉第首次发现了太阳能电池效应,即在光照下硒化银的电导率将增大。
20世纪初期,爱迪生、费根鲁并独立发明出了最早的太阳能电池,但在当时并没有得到广泛应用。
随着技术的不断进步和发展,太阳能电池的效率逐步提高,生产成本逐渐降低,才逐渐开启了规模化生产应用的时代。
20世纪50年代,由路易斯·布拉托夫发明的硅太阳能电池开始应用于人造卫星,成为太空探索的重要能源来源。
随后,太阳能电池应用领域逐渐拓展到各个领域。
90年代以来,太阳能电池的效率不断提高,生产成本持续降低,规模化生产和应用得到了进一步的发展。
二、技术现状太阳能电池通常通过硅制备,并根据不同的转化方式可分为多种类型,例如单晶硅、多晶硅、非晶硅等。
其中单晶硅是效率最高的太阳能电池,但生产成本较高,非晶硅则成本较低但效率不如单晶硅。
目前,太阳能电池技术已经取得重大进展。
近年来,钙钛矿太阳能电池因其高效率、低成本、良好的透明性等特点逐渐受到人们的关注,成为太阳能电池领域的新疆域。
此外,以柔性材料制备的太阳能电池也成为一个新的研究热点,具有更广阔的应用前景。
量子点太阳能电池被认为是下一代太阳能电池的发展方向。
量子点太阳能电池主要由量子点薄膜、电解质、热电材料等多个部分组成,具有高效、稳定的性能,也是目前最具前景的太阳能电池之一。
三、发展前景太阳能电池拥有广泛的应用前景。
随着全球环保意识的增强和经济的发展,太阳能电池在工业、家庭,甚至是城市能源供应等领域都有着广泛的应用前景。
同时,太阳能电池也成为国家新能源政策的重点研究领域之一,相关科研机构和企业也在不断进行技术创新和实践探索,以满足人们对清洁能源、可持续发展的需求。
钙钛矿太阳能电池的发展现状及未来前景钙钛矿太阳能电池,这个名字听起来是不是有点高大上?它的背后藏着一个充满希望的故事。
想象一下,阳光洒在大地上,照耀着我们生活的每一个角落,而钙钛矿太阳能电池正是那把打开绿色能源大门的金钥匙。
说到钙钛矿,其实它是一种矿物,科学家们发现它的光电转换效率惊人,简直是“老虎”变“奶牛”的传奇。
相较于传统的硅基太阳能电池,钙钛矿不仅轻便,还能在低光照的情况下工作,真是“福星高照”呀。
发展现状方面,近年来,钙钛矿太阳能电池技术取得了突飞猛进的进展。
光是从实验室走向市场,这段路可不容易。
研究人员不断探索,尝试用不同的材料组合,力求让这种电池的稳定性更高、效率更好。
你知道吗?现在一些钙钛矿电池的转换效率已经超过了25%!这可不是小数字,意味着它能把阳光转化为电能的能力,简直比那些“心机”满满的传统电池强多了。
不过,听着听着,似乎有些小麻烦也冒了出来。
钙钛矿电池在长时间暴露于潮湿环境下容易降解,真是“水火无情”。
虽然科学家们已经在想方设法解决这个问题,但这就像是在给一只“活泼的小狗”上紧箍咒,难免让人担心。
不过,别忘了,科技的进步总是有惊喜。
在这条路上,有很多优秀的团队在奋力拼搏,致力于让钙钛矿电池更加坚固耐用。
每一次进步都让人感到“哇塞”,真希望不久的将来能看到它们在市场上大显身手。
聊到未来前景,钙钛矿太阳能电池的潜力就像无边无际的蓝天,令人期待。
我们生活在一个讲求可持续发展的时代,绿色能源成为了人们的首选,钙钛矿电池作为新兴力量,必定能在未来的能源市场中占据一席之地。
想象一下,未来的房顶上都是这类电池,阳光洒下,电能源源不断地供给家庭用电,那场景简直美得让人“心花怒放”!不仅如此,这种电池的生产成本也比传统电池低得多,能给我们的钱包带来“福音”。
随着技术的不断革新,钙钛矿太阳能电池的应用领域也在逐渐扩展。
除了常见的建筑外墙,未来我们或许能看到它在汽车、便携式设备上的身影。
想象一下,开车时阳光洒在车窗上,汽车自动充电,简直是“美梦成真”。
太阳能电池发展现状及其转换效率的提高及实例因为能源危机,环境问题,清洁的太阳能电池是不错的选择。
一太阳能电池发展概况目前研发出来的或者正在开发的太阳能电池有:晶体硅太阳电池,III-V族太阳电池,硅基薄膜太阳电池,CIGS太阳电池,染料敏化电池,纳米太阳电池。
晶体硅太阳电池的种类:HIT太阳电池,PERL太阳电池,OCEO 太阳电池,Pluto太阳电池。
HIT太阳电池,结构简单,效率高,具有产能优势;Pluto太阳电池去除或简化了PERL太阳电池电池的一些材料和工艺,已实现产业化,Pluto多晶硅太阳电池,材料多晶硅成本低,转换效率也已经实用。
目前产业化的电池还有,丝网印刷电池,掩埋栅电池,高效背面点接触电极电池。
III-V族太阳电池的种类:GaAs系太阳电池,InP系太阳电池,薄膜III-V族太阳电池,量子阱/点太阳电池,多结太阳电池,热光伏电池,分谱太阳电池,III-V族半导体中间带太阳电池。
制备方法:液相外延技术,金属有机化学气相沉积技术,分子束外延技术。
近几年,叠层电池效率的迅速提高以及聚光太阳电池技术的发展和设备的不断改进,使聚光III-V族太阳电池系统的成本大大降低。
2009年德国已经研制出高达41.4的GaInP/GaInAs/Ge叠层太阳电池。
硅基薄膜太阳电池包括非晶硅、微晶硅薄膜太阳电池,研发的种类有:a-SiC/a-Si异质结太阳电池,uc-Si薄膜太阳电池,非晶硅/微晶硅串联太阳电池。
制备方法较多,值得关注的新方法有热膨胀等离子体沉积法,常压等离子气相沉积法。
产业化生产技术:以玻璃衬底的硅基薄膜太阳电池制备技术,非晶硅薄膜的柔性衬底、卷到卷太阳电池制备技术。
硅基薄膜太阳电池所需原材料少,可大面积沉积,成本低,可沉积到柔性衬底上,柔性衬底的电池可以装在非平整的建筑物表面上,但转化效率低,仅7.5%-8.5%,非晶硅和非晶锗硅合金电池的光诱导衰退,是需要解决的问题。
CIGS太阳电池研发的有:柔性金属CIGS电池、聚合物衬底CIGS 薄膜电池。
太阳能电池的发展现状与未来趋势太阳能电池,作为可再生能源的重要组成部分,已经成为当今社会可持续发展的关键技术之一。
本文将从技术发展、市场应用和未来趋势三个方面对太阳能电池的发展现状进行探讨。
第一部分:技术发展太阳能电池的技术发展经历了几十年的积累和演进。
最早的太阳能电池是由硅材料制成的,称为单晶硅太阳能电池。
然而,由于制造难度高、成本高昂,以及工作效率低等问题,单晶硅太阳能电池一直受限于规模化应用。
随着科技的进步,多晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池等新型材料逐渐崭露头角。
多晶硅太阳能电池制造工艺相对简单,成本较低,同时工作效率也有所提高。
而薄膜太阳能电池则具有柔性、轻薄、透明等优势,具备更广阔的应用场景。
此外,还有一些新型太阳能电池技术不断涌现。
例如有机太阳能电池可以实现颜色和形状的灵活设计,有望嵌入到建筑物、电子产品等各种载体中。
钙钛矿太阳能电池具有高效、低成本的特点,近年来取得了显著的突破。
第二部分:市场应用随着太阳能电池技术的成熟和价格的下降,太阳能产业得到了迅猛发展。
目前,太阳能电池广泛应用于家庭光伏发电、商业光伏发电和大规模电站等领域。
在家庭光伏发电方面,越来越多的家庭开始安装太阳能电池板,利用太阳能自行发电。
这不仅可以降低对传统能源的依赖,减少碳排放,还可以通过售电上网实现经济效益。
商业光伏发电则主要指的是工业和商业领域的太阳能发电项目。
由于工厂、商场等场所的用电量较大,太阳能发电可以有效降低用电成本,同时满足绿色能源需求。
此外,大规模太阳能电站也在全球范围内广泛建设。
这些电站通常由数百甚至上千个太阳能电池组成,能够为城市或地区提供大量的清洁能源。
第三部分:未来趋势太阳能电池在未来的发展前景令人充满期待。
随着科技和工艺的不断进步,太阳能电池的效率将进一步提高,成本将进一步降低。
科学家们正在开展各种研究,尝试开发出更高效、更稳定的材料,并不断优化制造工艺。
另外,太阳能电池与储能技术的结合也是未来的一个趋势。
太阳能发电技术发展现状及趋势一、前言在全球能源问题日益突出的背景下,太阳能作为绿色、环保、可再生的能源,逐渐受到人们的关注和青睐。
然而,不同于石油、煤炭等传统能源,太阳能发电技术的发展现状与趋势却十分特殊。
二、太阳能发电技术的发展现状1. 太阳能电池技术太阳能电池是将太阳光直接转换为电能的装置。
现阶段,太阳能电池主要包括单晶硅、多晶硅、非晶硅、有机太阳能电池等多种类型。
其中,单晶硅是目前太阳能电池的主要技术,但受限于制作工艺和成本等因素,成果并不明显。
2. 太阳能热发电技术太阳能热发电技术是利用太阳光照射到集热器上,使其吸收热能,再将热能通过热传导、热对流和热辐射等方式转化为机械能,最终产生电能的技术。
太阳能热发电技术的装置分为平板式集热器和聚光式集热器两种。
然而,该技术在实际应用中容易受环境因素的影响,其发电效率十分低下。
3. 太阳能光热联供技术太阳能光热联供技术是通过太阳能集热器,将太阳能转化为热能供热和制冷,产生热水、蒸汽、热风等热能,并通过蒸汽轮机驱动发电机组,最终转换为电能。
不过,由于技术的不成熟,该技术在市场上的推广和应用还需进一步的完善和提升。
三、太阳能发电技术的趋势1. 多技术结合在太阳能发电技术的发展过程中,太阳能热发电、太阳能光热联供等技术的结合应用被越来越多的企业所重视。
同时,对于太阳能电池技术的研究和改善也是目前备受关注的方向之一。
2. 多场景应用太阳能发电技术的应用场景也在不断扩大。
除了传统的光伏电站外,太阳能发电技术在户外旅游、户外采集、太空科研等方面也有不小的应用前景。
3. 数据智能化随着人工智能、云计算等技术的不断普及和发展,太阳能发电技术的数据智能化也逐渐成为一项关键性的技术需求。
通过数据采集、处理和应用,可以实现对光伏电站的实时监控与管理,提高其发电效率和可靠性。
四、结语随着科技的不断进步和人们对环保、可再生能源的越来越重视,太阳能发电技术的应用前景将会越来越广泛。
太阳能电池发展现状及其转换效率的提高及实例
因为能源危机,环境问题,清洁的太阳能电池是不错的选择。
一太阳能电池发展概况
目前研发出来的或者正在开发的太阳能电池有:晶体硅太阳电池,III-V族太阳电池,硅基薄膜太阳电池,CIGS太阳电池,染料敏化电池,纳米太阳电池。
晶体硅太阳电池的种类:HIT太阳电池,PERL太阳电池,OCEO 太阳电池,Pluto太阳电池。
HIT太阳电池,结构简单,效率高,具有产能优势;Pluto太阳电池去除或简化了PERL太阳电池电池的一些材料和工艺,已实现产业化,Pluto多晶硅太阳电池,材料多晶硅成本低,转换效率也已经实用。
目前产业化的电池还有,丝网印刷电池,掩埋栅电池,高效背面点接触电极电池。
III-V族太阳电池的种类:GaAs系太阳电池,InP系太阳电池,薄膜III-V族太阳电池,量子阱/点太阳电池,多结太阳电池,热光伏电池,分谱太阳电池,III-V族半导体中间带太阳电池。
制备方法:液相外延技术,金属有机化学气相沉积技术,分子束外延技术。
近几年,叠层电池效率的迅速提高以及聚光太阳电池技术的发展和设备的不断改进,使聚光III-V族太阳电池系统的成本大大降低。
2009年德国已经研制出高达41.4的GaInP/GaInAs/Ge叠层太阳电池。
硅基薄膜太阳电池包括非晶硅、微晶硅薄膜太阳电池,研发的种
类有:a-SiC/a-Si异质结太阳电池,uc-Si薄膜太阳电池,非晶硅/微晶硅串联太阳电池。
制备方法较多,值得关注的新方法有热膨胀等离子体沉积法,常压等离子气相沉积法。
产业化生产技术:以玻璃衬底的硅基薄膜太阳电池制备技术,非晶硅薄膜的柔性衬底、卷到卷太阳电池制备技术。
硅基薄膜太阳电池所需原材料少,可大面积沉积,成本低,可沉积到柔性衬底上,柔性衬底的电池可以装在非平整的建筑物表面上,但转化效率低,仅7.5%-8.5%,非晶硅和非晶锗硅合金电池的光诱导衰退,是需要解决的问题。
CIGS太阳电池研发的有:柔性金属CIGS电池、聚合物衬底CIGS 薄膜电池。
发展方向有:无Cd缓冲层,其他I-III-VI族化合物半导体材料,叠层电池,聚光电池片,空间应用,4端子串联的高效化。
CIGS系太阳电池以高转换率为特征,市场产品的效率为10%,研发阶段为12%-14%,如果市场产品的转换效率能提高到13%,就能也现在的铸造的Si模版性能相匹配,进而快速实用化。
染料敏化电池有很多优点,比如原材料易得成本低,但转换效率有待提高。
目前的研究方向有:新型氧化物半导体薄膜光电极,电解质溶液的固体化和拟固体化,新型高性能增感色素的开发,塑料太阳电池。
纳米太阳电池的种类很多。
1、硅基薄膜太阳电池:pc-Si薄膜太阳电池,nc-Si薄膜太阳电池,多结叠层太阳电池(隧道串接发,机械堆叠法,有aSi:H基叠层太阳电池、III-V族化合物叠层太阳电池、中间带太阳电池)。
2纳米结构染料敏化电池(NDSSC),TiO2纳米晶
粒薄膜NDSSC,TiO2准一维纳米结构NDSSC,TiO2纳米复合物膜层NDSSC,TiO2核-壳纳米结构NDSSC,TiO2量子点敏化纳米结构NDSSC,串联组合电池结构NDSSC,ZnO纳米晶粒薄膜NDSSC,ZnO纳米线NDSSC。
3、量子结构太阳电池,Si纳米线太阳电池,碳纳米管太阳电池,p-i-n结构量子点太阳电池,量子点敏化太阳电池,基于多激子产生效应的量子点太阳电池。
4、聚合物太阳电池,分单层和多层聚合物太阳电池。
聚合物有机太阳电池光伏材料:聚合物电极材料,电子和空穴传输层材料,活性层材料,衬底材料,封装材料。
聚合物太阳电池制备技术:真空蒸镀技术,旋涂甩胶技术,喷墨打印技术。
二转换效率
1、能量损失的原因
造成能量损失的有不可回收损失部分和可回收部分。
不可回收部分:由于材料的光电光谱响应和太阳光谱的不匹配产生的,即白白透过太阳能电池所用材料而不能产生载流子部分和在表面反射或漫射的能量损失。
是能量损失的最大原因。
可以回收的部分:由光谱响应本应为有效光,却因为表面反射而损失的反射损失;由光吸收生成的载流子中,太阳能电池的表面或者背面电极由于与环境复合造成的表面复合损失;光生载流子在半导体的体内复合形成的体内复合损失,太阳能电池供给给负荷的电力在电流流动时从电极到半导体容体内的电阻焦耳热的串联电阻损失;光生载流子由于半导体中的内建电场产生漂移,所形成的极化电场虽然变成了输出电力,但此时如果超过
pn结的不纯物浓度决定的扩散电位Vd,也得不到起始电力,即存在具有最低禁带宽度的损失,此损失叫做电压因子损失。
2、提高转化效率的方法
提高转换效率要采用如下技术和方法:尽可能多地减少能量转换过程中的各项损失,尽可能多将太阳辐射的能量进行收集以及尽可能地扩大半导体中可收集到的光的频率范围。
高效率化的原理与具体的技术。
(1)入射到材料的光能的有效封闭
①无反射(AR)覆盖(减少表面反射损失)
②结构行表面凹凸不平处理(利用漫射增大有效浸透深度)
③内部界面电极的漫射处理(BSR法)
(2)光生载流子的有效收集和光电效果的增大
①异质结产生的少数载流子反射镜效应
②漂移型光起电效应
p-i-n结合分层窗分层不纯物覆盖(BSF法)
③超晶格的利用(a-Si/poly-Si等)
(3)光生载流子的复合损失的减少
①光生成活性层的膜质的改善
②pn、pi、in结合以及异质结界面的复合引起的减少
(4)直接电阻损失的减少(串联电阻)
①透明电极的低电阻对策
②点击开关的最优化
③隧道效应电极及其最佳配置设计
(5)电压因子损失的减少(并联电阻)
①异质结时减少少数载流子的界面复合
②漂移型光起电效应的利用
③其他BSF处理等
(6)更宽光谱的光能的收集
①4端子分层型太阳能电池
②2端子分层型太阳能电池
③异质表面复合
④宽梳状窗的作用(异质结合、超晶格的利用)。
三高转换效率光电池的设计实例——GaAs叠层太阳电池。