材料问题。
材料的本身缺陷,单结太阳能在生产时晶片面积上有许多晶界和缺陷,以及密度更高的杂质聚集区,作为光生载流子的少子(电子或正电荷),其要穿过晶片一定深度才能形成电流,从而表现为光生电效率。然而,由于上述晶界和缺陷等对少子起到陷阱作用,使少子复合湮灭,平均少子寿命降低,光电转换效率降低。多结太阳能电池的光电转换效率要高于单结太阳能电池,其多结太阳能在整个晶片表面的尺度上,都没有晶界,缺陷少,杂质陷阱也少,其少子寿命高,因而转换率更高。
太阳能电池板生产工艺与生产环境多晶硅所采用的工艺为改良西门子法,并且生产原料为二氧化硅,氧原子始终存在于多晶硅整个生产过程之中,其与杂质接触的机会较多,产生更多种的杂质,从而影响它的光电转换效率。单晶硅所采用的工艺为直拉单晶法,由于生产单晶硅所用的原料为多晶硅,并且将氧原子和碳原子等杂质留在了头部和尾部所以经过后续加工以后单晶硅的杂质浓度大大降低,这也有助于其提升光电转换效率。
利用太阳能的方法有哪些?
因为耐用。
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。
太阳是一个巨大的能源宝库。尽管太阳向四面八方辐射的热量只有二十二亿分之一到达地球表面,但每秒钟到达地面的总能量还高达80万亿千瓦。如果用它来发电,可以得到比现在全球发电总量大5万倍以上的电力。
现在利用太阳能的方法主要有两种:一种是把太阳光聚集起来直接转换为热能(即光-热转换);另一种是把太阳能聚集起来直接转换为电能(即光-电转换)。用来进行光-热转换的聚光装置主要有平板型集热器和抛物面型反射聚光器。集热器和聚光器可用来供暖、干燥、蒸馏、高温处理等等。世界上最大的抛物面型反射聚光器有九层楼高,总面积达2500平方米,中心焦点温度达4000℃。比较简单和可广泛推广的则是太阳灶、太阳能热水器和太阳能干燥器等。
用来进行光-电转移的聚光装置主要是太阳能电站和太阳能电池。太阳能电站分地面和高空两种。地面太阳能发电站需设有储能装置,以供夜间或阴雨天发电需要。高空太阳能电站是一种设在地球同步轨道上的卫星发电站。由于卫星电站在太空中运行,没有地球大气的反射、散射和吸收,因此可以大面积、高效地聚集太阳光。卫星电站上装有许多大型太阳能电池板,可把太阳能收集起来转换为电能。再通过微波发生器把直流电能转换成微波电能,然后由卫星上的微波发射天线向地球进行微波输电。地面接收天色把收到的微波经过整流后,送往各地的电力网,为广大用户供电。
太阳能电池是利用“光电效应”将太阳辐射能转移成电能的位置。太阳能电池分硅电池、硫化镉电池、碲化镉电池和砷化镓电池等多种。较常用的是硅电池,它用半导体材料硅制成,它的转换效率一般可达13~20%。1988年,美国桑迪亚国家实验室制成高效率的堆积式多结太阳能电池,它的光电转换效率高达31%。
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