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太陽能光伏材料小知識

2018-01-05  來自: 長沙萬特新材料 瀏覽次數:445

    能將太陽能直接改換成電能的材料。光伏材料又稱太陽電池材料,只要半導體材料具有這種功用。可做太陽電池材料的材料有單晶硅、多晶硅、非晶硅、GaAs、GaAlAs、InP、CdS、CdTe等。用于空間的有單晶硅、GaAs、InP。用于地上已批量出產的有單晶硅、多晶硅、非晶硅。其他尚處于開發階段。現在致力于下降材料本錢和進步改換功率,使太陽電池的電力價格與火力發電的電力價格競爭,從而為更廣泛更大規劃運用創造條件。

光伏材料能發作電流是因為光發作伏特效應,即假如光線照射在太陽能電池上并且光在界面層被吸收,具有滿足能量的光子能夠在P型硅和N型硅中將電子從共價鍵中激起,以致發作電子-空穴對。界面層鄰近的電子和空穴在復合之前,通過空間電荷的電場效果被相互分離。電子向帶正電的N區和空穴向帶負電的P區運動。通過界面層的電荷分離,將在P區和N區之間發作一個向外的可測試的電壓。此刻可在硅片的兩邊加上電極并接入電壓表。對晶體硅太陽能電池來說,開路電壓的典型數值為0.5~0.6V。通過光照在界面層發作的電子-空穴對越多,電流越大。界面層吸收的光能越多,界面層即電池面積越大,在太陽能電池中構成的電流也越大。

可做太陽電池材料的材料有單晶硅、多晶硅、非晶硅、GaAs、GaAlAs、InP、CdS、CdTe等。

折疊運用分類

   用于空間的有單晶硅、GaAs、InP。用于地上已批量出產的有單晶硅、多晶硅、非晶硅。其他尚處于開發階段。

現在致力于下降材料本錢和進步改換功率,使太陽電池的電力價格與火力發電的電力價格競爭,從而為更廣泛更大規劃運用創造條件。

折疊

(1)單晶硅太陽能電池 單晶硅太陽能電池的光電改換功率為15%左右,最高的到達24%,這是現在全部種類的太陽能電池中光電改換功率最高的,但制作本錢很大,以致于它還不能被很多廣泛和普遍地運用。因為單晶硅一般采用鋼化玻璃以及防水樹脂進行封裝,因而其堅固耐用,運用壽命一般可達15年,最高可達25年。

(2)多晶硅太陽能電池 多晶硅太陽電池的制作工藝與單晶硅太陽電池差不多,可是多晶硅太陽能電池的光電改換功率則要下降不少,其光電改換功率約12%左右 。 從制作本錢上來講,比單晶硅太陽能電池要便宜一些,材料制作簡潔,節約電耗,總的出產本錢較低,因而得到很多開展。此外,多晶硅太陽能電池的運用壽命也要比單晶硅太陽能電池短。從性能價格比來講,單晶硅太陽能電池還略好。

(3)非晶硅太陽能電池 非晶硅太陽電池是1976年呈現的新型薄膜式太陽電池,它與單晶硅和多晶硅太陽電池的制作辦法完全不同,工藝過程大大簡化,硅材料耗費很少,電耗更低,它的首要優點是在弱光條件也能發電。但非晶硅太陽電池存在的首要問題是光電改換功率偏低,現在國際先進水平為10%左右,且不行安穩,跟著時刻的延伸,其改換功率衰減。

(4)多元化合物太陽能電池 多元化合物太陽電池指不是用單一元素半導體材料制成的太陽電池。現在各國研討的品種繁多,大多數沒有工業化出產,首要有以下幾種:a) 硫化鎘太陽能電池b) 砷化鎵太陽能電池c) 銅銦硒太陽能電池(新型多元帶隙梯度Cu(In, Ga)Se2薄膜太陽能電池) Cu(In, Ga)Se2是一種性能優秀太陽光吸收材料,具有梯度能帶空隙(導帶與價帶之間的能級差)多元的半導體材料,能夠擴展太陽能吸收光譜規劃,進而進步光電轉化功率。以它為基礎能夠規劃出光電改換功率比硅薄膜太陽能電池顯著進步的薄膜太陽能電池。能夠到達的光電轉化率為18%,并且,此類薄膜太陽能電池到現在為止,未發現有光輻射引致性能闌珊效應(SWE),其光電轉化功率比現在商用的薄膜太陽能電池板進步約50~75%,在薄膜太陽能電池中歸于世界的最高水平的光電轉化功率。

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