PIN三节非晶硅、非晶硅锗薄膜太阳能电池工作原理的基础是半导体PN结的光生伏打效应。
所谓光生伏打效应就是当物体受到光照时,物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。当太阳光或其他光照射半导体的PN结时,就会在PN结的两边出现电压,叫做光生电压。
光生伏打效应:
当光照射到pn结上时,产生电子--空穴对,在半导体内部P-N结附近生成的载流子没有被复合而到达空间电荷区,受内部电场的吸引,电子流入n区,空穴流入p区,结果使n区储存了过剩的电子,p区有过剩的空穴。它们在p-n结附近形成与势垒方向相反的光生电场。光生电场除了部分抵消势垒电场的作用外,还使p区带正电,N区带负电,在N区和P区之间的薄层就产生电动势,这就是光生伏特效应。
当把能量加到纯硅中时(比如以热的形式),它会导致几个电子脱离其共价键并离开原子。每有一个电子离开,就会留下一个空穴。然后,这些电子会在晶格周围四处游荡,寻找另一个空穴来安身。这些电子被称为自由载流子,它们可以运载电流。将纯硅与磷原子混合起来, 只需很少的能量即可使磷原子(最外层五个电子)的某个“多余”的电子逸出,当利用磷原子掺杂时,得到的硅被成为N型(“n”表示负电),太阳能电池只有一部分是N型。另一部分硅掺杂的是硼,硼的最外电子层只有三个而不是四个电子,这样可得到P型硅。P型硅中没有自由电子(“p“表示正电),但是有自由空穴。空穴实际是电子离开造成的,因此它们带有相反(正)的电荷。它们像电子一样四处移动。电场是在N型硅和P型硅接触的时候形成的。在交界处,它们确实会混合形成一道屏障,使得N侧的电子越来越难以抵达P侧。最终会达到平衡状态,这样我们就有了一个将两侧分开的电场。
我国硅基薄膜太阳能电池前景如何?
1.按所用的材料来分 主要可分为硅太阳能光伏电池和化合物太阳能光伏电池两大类。硅太阳能光伏电池还可分为晶体硅太阳能光伏电池和非晶体硅太阳能光伏电池两种。晶体硅太阳能光伏电池还可再分为单晶硅太阳能光伏电池、多晶硅...
2.按电池的构造来分 大体可分为块(片)状或薄膜状两种太阳能光伏电池。块(片)状太阳能光伏电池又可分为单晶硅太阳能光伏电池、多晶硅太阳能光伏电池以及其他块(片)状太阳能光伏电池。薄膜状太阳能光伏电池又可分为非晶硅
谁能帮我解释一下光电转换率的问题?
经过两年的建设,28日上午,我省首块硅基薄膜太阳能电池在双鸭山黑龙江汉能走下生产线。
据介绍,黑龙江汉能薄膜太阳能电池项目采用汉能自主知识产权的三叠层非晶硅锗薄膜太阳能电池技术。此次投产的黑龙江汉能硅基薄膜太阳能电池制造基地于2010年落户双鸭山,年产能100万千瓦,项目分三期进行,一期建设年产能30万千瓦。一期达产后,将成为东北地区规模最大的薄膜太阳能电池产品研发与生产基地,其产品将覆盖我国东北、东北亚及俄罗斯远东地区。该项目也是我省“十二五”期间的重点项目,能够有效拉动新材料、太阳能应用、物流等上下游配套产业的发展,对优化产业结构、实现经济转型、发展新能源具有深远意义。
省领导郝会龙、申立国、孙尧、孙东生,汉能控股集团董事局主席李河君等出席投产仪式。
中国电池网
太阳能电池板是怎样将光能转化为电能的
光电转换率是指由阳光转换为电能的转换效率,
一般多用于介绍太阳能电池性能。
现在一般的太阳能电池的光电转换率在10%到15% ,而国外一些高科技能源公司已将这一效率提高到45%左右。但成本较高。
去年曾有新闻说,在适用和较低成本的前提下,日本有所突破。
去年,日本三洋电机公司发布新闻公报说,公司研制的非晶硅锗混合型异质结(HIT)太阳能电池在研究阶段达到了22%的光电转换率,创造了100平方厘米以上实用级尺寸的HIT太阳能电池光电转换率的新纪录。HIT太阳能电池是一种利用晶体硅基板和非晶硅薄膜制成的混合型太阳能电池。
太阳能电池板是通过吸收太阳光,将太阳辐射能量经过光电效应直接或光化学效应间接转换成电能的设备组件。属于节能环保的发电产品,近几年得到了快速发展及推广,广泛运用在大型光伏发电站建设、家庭分布式太阳能发电系统、移动设备充电产品、航天航空科技领域。
一、太阳能电池板的主要由以下几部分组成
1、电池片,太阳能电池板所使用的电池片可以区分种类。主要有单晶硅、多晶硅、非晶硅,其中单晶硅和多晶硅电池的生产设备、技术简单,产品转化率较高,但消耗大量硅材料及损耗,所以电池片的成本也高。而非晶硅电池也叫薄膜太阳能电池,有非晶硅锗、铜铟镓硒、砷化镓、碲化镉等,由于生产工艺较为复杂,设备、技术成本相对较高,但因为不使用硅材料,电池片成本很低,光电转化效率已达到晶硅水平,甚至砷化镓等以超过31%大量使用在航天卫星等高端领域,而且弱光发电性能好,在灯光下也可发电,轻薄柔软等特性也是晶硅电池无法实现的。
2、保护电池片的封装材料,晶硅电池不能弯曲,必须使用90%以上高透光率的超白钢化浮法玻璃,薄膜太阳能电池可使用塑料和超白钢化浮法玻璃。
3、透明EVA材料,用于粘接固定保护电池片的封装材料和电池片。EVA材料的质量好坏直接影响太阳能电池板的使用寿命,但在购买时又不易明显区分优劣,所以选购大品牌的太阳能电池板相对有保障。
4、其他包括接线盒、密封硅胶、保护层压件等等。
二、太阳能电池板的应用领域
1、太阳能光伏电站、商业楼宇玻璃外墙发电、居民家庭分布式太阳能发电等大中小型发电系统。
2、新能源汽车、无人机、卫星、户外移动充电设备。
3、公交站、公园凉亭、路灯、交通灯、信号塔等。
4、救灾设备供电系统、离岸操作平台供电系统等
三、太阳能电池板的发电原理
太阳光线照射太阳电池表面时,一部分光子被硅材料或被铜铟镓硒等材料吸收光子的能量传递给了硅原子等,使电子发生了跃迁,成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差,这事若接通电路时,在该电压的作用下,使电流流过电路产生一定的功率输出,也就是光子能量转换成电能的过程。
文章来源:中益兴业薄膜太阳能技术专家
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