新型太阳能电池的研究毕业论文答辩.pptx
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1、摘要目前的太阳电池片发展迅速,转目前的太阳电池片发展迅速,转换效率越来越高,但是仍然面临换效率越来越高,但是仍然面临着一些未解决的基础问题。本文着一些未解决的基础问题。本文介绍了太阳能电池的发展历程和介绍了太阳能电池的发展历程和最新研究进展,晶体硅太阳能电最新研究进展,晶体硅太阳能电池在光伏产业中主要朝高效方向池在光伏产业中主要朝高效方向发展,廉价、高效多晶硅薄膜太发展,廉价、高效多晶硅薄膜太阳能电池,是当前太阳能电池研阳能电池,是当前太阳能电池研究的热点,也是未来太阳能电池究的热点,也是未来太阳能电池发展的方向。发展的方向。关键词关键词太阳能太阳能光伏效应光伏效应能带能带 绪绪 论论1.太阳
2、能基本知识太阳能基本知识 太阳能的特点 太阳能电池基本原理 2.太阳能电池的发展与分析太阳能电池的发展与分析 第一代太阳能电池单晶硅太阳能电池 多晶硅太阳能电池 第二代太阳能电池 非晶硅薄膜太阳能电池 多晶硅薄膜太阳能电池 第三代太阳能电池 3.新型太阳能电池新型太阳能电池 叠层电池 多能带电池 多次激发电子空穴对 热载流子电池 太阳能的特点太阳能辐射的广泛性太阳能的清洁性太阳能的分散性太阳能的间歇性 无光照时,无光照时,PNPN结的形成结的形成 图图1.5 PN1.5 PN结的形成结的形成(a a)多子扩散示意图;)多子扩散示意图;(b b)PNPN结的形成结的形成 N N型型半半导导体体和
3、和P P型型半半导导体体接接触触形形成成PNPN结结,它它们们的的交交界界面面附附近近会会形形成成一一个个很很薄薄的的空空间间电电荷荷区区,称称其其为为PNPN结结。PNPN结结内内存存在在从从N N区指向区指向P P区的内建电场。区的内建电场。太阳能电池的原理太阳能电池的原理太阳电池发电原理示意图太阳电池发电原理示意图PN结受光照后,结受光照后,光伏效应半半导导体体吸吸收收光光能能产产生生带带正正电电和和负负电电的的粒粒子子(空空穴穴和和电电子子),在在内内建建电电场场作作用用下下,电电子子()朝朝N型型半半导导体体汇汇集集,而而空空穴穴()则则朝朝P型型半半导导体体汇汇集集。如如果果外外电
4、电路路处处于于开开路路状状态态,那那么么这这些些光光生生电电子子和和空空穴穴积积累累在在pn结结附附近近,使使p区区获获得得附附加加正正电电荷荷,n区区获获得得附附加加负负电电荷荷,这这样样在在pn结结上产生一个光生电动势上产生一个光生电动势。第一代太阳能电池:第一代太阳能电池:19541954年美国贝尔实验室研制出了第一块年美国贝尔实验室研制出了第一块晶体硅太阳能电池,开始了利用太阳能发电的新纪元晶体硅太阳能电池,开始了利用太阳能发电的新纪元 (1 1)单单晶晶硅硅太太阳阳能能电电池池:单单晶晶硅硅太太阳阳能能电电池池主主要要使使用用的的原原料料为为:半半导导体体硅硅碎碎片片,半半导导体体单
5、单晶晶硅硅的的头头、尾尾料料,半半导导体体用用不不合合格格的的单单晶晶硅硅。目目前前单单晶晶硅硅薄薄膜膜电电池池的的最最高高转转换换效效率率达达24247 7(2 2)多多晶晶硅硅太太阳阳能能电电池池:多多晶晶硅硅太太阳阳能能电电池池一一般般采采用用低低等等级级的的半半导导体体多多晶晶硅硅,与与单单晶晶硅硅太太阳阳能能电电池池相相比比,多多晶晶硅硅太太阳阳能能电电池池成成本本较较低低,而而且且转转换换效效率率与与单单晶晶硅硅太太阳阳能能电电池池比比较较接近接近,多晶硅薄膜电池的最高转换效率达多晶硅薄膜电池的最高转换效率达21214 4 太阳能的发展与分析太阳能的发展与分析第二代太阳能电池第二代
6、太阳能电池:第二代太阳能电池是基于薄膜技术之上的一种太阳第二代太阳能电池是基于薄膜技术之上的一种太阳能电池。其核心是一种可粘接的薄膜。这种薄膜的优势:可以大批能电池。其核心是一种可粘接的薄膜。这种薄膜的优势:可以大批量、低成本地生产;量、低成本地生产;(1 1)非晶硅薄膜太阳能电池)非晶硅薄膜太阳能电池:非晶态硅,其原子结构不像晶体硅那样排列得有规则,而是一种非晶态硅,其原子结构不像晶体硅那样排列得有规则,而是一种不定形晶体结构的半导体。非晶硅对阳光吸收系数高,只需不定形晶体结构的半导体。非晶硅对阳光吸收系数高,只需1 1m m厚的薄膜就可以吸收厚的薄膜就可以吸收8080的阳光的阳光(2 2)
7、多晶硅薄膜太阳能电池)多晶硅薄膜太阳能电池:多晶硅薄膜:一种是采用非硅衬底;多晶硅薄膜:一种是采用非硅衬底;另一种是采用低品质的硅衬底。另一种是采用低品质的硅衬底。薄膜技术所需的材料较晶体硅太阳能电池少得多,且易于实现大薄膜技术所需的材料较晶体硅太阳能电池少得多,且易于实现大面积电池的生产,是一种有效降低成本的方法,薄膜电池主要为面积电池的生产,是一种有效降低成本的方法,薄膜电池主要为多晶硅薄膜电池,目前多晶硅薄膜电池的最高转换效率达多晶硅薄膜电池,目前多晶硅薄膜电池的最高转换效率达19.219.2,第三代太阳能电池第三代太阳能电池:所谓第三代太阳能电所谓第三代太阳能电池并没有具体的概念。光伏
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