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1、太阳电池结构第1页，本讲稿共22页v使用不同的材料及制造技术，太阳电池的架构会有不同的变化。但最基本的太阳电池结构可分为基板、P-N二极管、抗反射层、表面粗糙结构话和金属电极五个主要部分。第2页，本讲稿共22页晶体硅太阳电池第3页，本讲稿共22页薄膜太阳电池薄膜型太阳电池依材料种类的不同，可分为：（1）薄膜型结晶硅太阳电池（c-Si）（2）薄膜型非晶硅太阳电池（a-Si）（3）二六族化合物太阳电池，例如CdTe及 CuInSe2等（4）三五族化合物太阳电池，例如GaAs及InP 等第4页，本讲稿共22页非晶硅薄膜太阳电池v当太阳光子照射到a-Si太阳电池时，很容易就完全穿透p层薄膜，所以大部分
2、的光子吸收必须发生在较厚的i层薄膜里。当光子被i层薄膜吸收时，它会产生一对电子-空穴对，然后在n层与p层之间的导入电场的牵引之下，这些电子-空穴对会分别流向n层与p层，于是产生了光电流，这就是a-Si太阳电池最基本的发电原理。第5页，本讲稿共22页碲化镉（CdTe）薄膜太阳电池 第6页，本讲稿共22页铜銦镓硒薄膜太阳电池vCIGS太阳能电池的基本结构：玻璃衬底、(Mo)导电层、CIGS(或CIS)吸收层、(CdS)过渡层、(i-ZnO)异质结N型层、(nZnO)窗口v层、(MgF2)防反射层和电极，第7页，本讲稿共22页第8页，本讲稿共22页vMo作为电池的底电极，要求具有比较好的结晶度和表面
3、电阻；PCIGS层作为光吸收层，要求所做出的半导体薄膜是P型的，且为黄铜矿结构；CdS作为缓冲层，降低i-ZnO与P-CIGS之间带隙的不连续性，解决CIS表面的不平整；nZnO(AZO)与Al电极构成欧姆接触；i-ZnO层与P-CIGS构成pn结，并且吸收短波太阳光。第9页，本讲稿共22页染料敏化太阳电池v结构从左到右分别为：导电玻璃，多孔纳米氧化物（TiO2），染料，电解质，对电极。第10页，本讲稿共22页第11页，本讲稿共22页纳米结构太阳能电池 v三维圆锥太阳能电池 第12页，本讲稿共22页v同轴纳米线光伏电池，效率5.4%第13页，本讲稿共22页v纳米结构有机-无机异质节太阳电池v在
4、多空TiO2表面沉积Sb2S3和P3HT的全固态纳米结构太阳电池，效率为5.13%第14页，本讲稿共22页vTiO2纳米管纳米结构的混合太阳能电池，效率3.32%第15页，本讲稿共22页太阳电池各参数第16页，本讲稿共22页第17页，本讲稿共22页v要判断一个太阳电池性能的好坏，最重要的参数就是能量转换效率（，energy conversion efficiency）。转换效率定义为进入太阳电池的太阳辐射光能量（Pin）与太阳电池的输出电能（Pm）的百分比，可由以下的计算公式表示 其中E为标准条件下的日照辐射量（单位为W/m2）,Ac为太阳电池的面积。第18页，本讲稿共22页第19页，本讲稿共
5、22页为了对太阳能电池的输出特性作出正确的评价，测量和计算应该按下面三个步骤依次进行：v1、测量入射于太阳能电池的光强、测量入射于太阳能电池的光强v2、测量太阳能电池的输出特性、测量太阳能电池的输出特性v3、计算电池的转换效率、计算电池的转换效率 第20页，本讲稿共22页暗电流v暗电流：在没有光照的条件下，给PN 结加反偏电压（N 区接正，P 区接负），此时会有反向的电流产生，这就是所谓的暗电流。对太阳能电池而言，暗电流不仅仅包括反向饱和电流，还包括薄层漏电流和体漏电流。第21页，本讲稿共22页暗电流产生的原因v1.硅片内在质量原因v2.电池的加工工艺原因v3.人工污染的原因v4.加工过程造成机械损伤的原因第22页，本讲稿共22页