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太阳能光伏材料小知识

2018-01-05  来自: 长沙万特新材料 浏览次数:416

    能将太阳能直接改换成电能的材料。光伏材料又称太阳电池材料,只要半导体材料具有这种功用。可做太阳电池材料的材料有单晶硅、多晶硅、非晶硅、GaAs、GaAlAs、InP、CdS、CdTe等。用于空间的有单晶硅、GaAs、InP。用于地上已批量出产的有单晶硅、多晶硅、非晶硅。其他尚处于开发阶段。现在致力于下降材料本钱和进步改换功率,使太阳电池的电力价格与火力发电的电力价格竞争,从而为更广泛更大规划运用创造条件。

光伏材料能发作电流是因为光发作伏特效应,即假如光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收,具有满足能量的光子能够在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激起,以致发作电子-空穴对。界面层邻近的电子和空穴在复合之前,通过空间电荷的电场效果被相互分离。电子向带正电的N区和空穴向带负电的P区运动。通过界面层的电荷分离,将在P区和N区之间发作一个向外的可测试的电压。此刻可在硅片的两边加上电极并接入电压表。对晶体硅太阳能电池来说,开路电压的典型数值为0.5~0.6V。通过光照在界面层发作的电子-空穴对越多,电流越大。界面层吸收的光能越多,界面层即电池面积越大,在太阳能电池中构成的电流也越大。

可做太阳电池材料的材料有单晶硅、多晶硅、非晶硅、GaAs、GaAlAs、InP、CdS、CdTe等。

折叠运用分类

   用于空间的有单晶硅、GaAs、InP。用于地上已批量出产的有单晶硅、多晶硅、非晶硅。其他尚处于开发阶段。

现在致力于下降材料本钱和进步改换功率,使太阳电池的电力价格与火力发电的电力价格竞争,从而为更广泛更大规划运用创造条件。

折叠

(1)单晶硅太阳能电池 单晶硅太阳能电池的光电改换功率为15%左右,最高的到达24%,这是现在全部种类的太阳能电池中光电改换功率最高的,但制作本钱很大,以致于它还不能被很多广泛和普遍地运用。因为单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装,因而其坚固耐用,运用寿命一般可达15年,最高可达25年。

(2)多晶硅太阳能电池 多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多,可是多晶硅太阳能电池的光电改换功率则要下降不少,其光电改换功率约12%左右 。 从制作本钱上来讲,比单晶硅太阳能电池要便宜一些,材料制作简洁,节约电耗,总的出产本钱较低,因而得到很多开展。此外,多晶硅太阳能电池的运用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。从性能价格比来讲,单晶硅太阳能电池还略好。

(3)非晶硅太阳能电池 非晶硅太阳电池是1976年呈现的新型薄膜式太阳电池,它与单晶硅和多晶硅太阳电池的制作办法完全不同,工艺过程大大简化,硅材料耗费很少,电耗更低,它的首要优点是在弱光条件也能发电。但非晶硅太阳电池存在的首要问题是光电改换功率偏低,现在国际先进水平为10%左右,且不行安稳,跟着时刻的延伸,其改换功率衰减。

(4)多元化合物太阳能电池 多元化合物太阳电池指不是用单一元素半导体材料制成的太阳电池。现在各国研讨的品种繁多,大多数没有工业化出产,首要有以下几种:a) 硫化镉太阳能电池b) 砷化镓太阳能电池c) 铜铟硒太阳能电池(新型多元带隙梯度Cu(In, Ga)Se2薄膜太阳能电池) Cu(In, Ga)Se2是一种性能优秀太阳光吸收材料,具有梯度能带空隙(导带与价带之间的能级差)多元的半导体材料,能够扩展太阳能吸收光谱规划,进而进步光电转化功率。以它为基础能够规划出光电改换功率比硅薄膜太阳能电池显着进步的薄膜太阳能电池。能够到达的光电转化率为18%,并且,此类薄膜太阳能电池到现在为止,未发现有光辐射引致性能阑珊效应(SWE),其光电转化功率比现在商用的薄膜太阳能电池板进步约50~75%,在薄膜太阳能电池中归于世界的最高水平的光电转化功率。

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