GaAs太阳能电池
• 理论上讲GaAs太阳能电池的极限效率要大 于其他太阳能电池的极限效率，因为GaAs 太阳电池的禁带宽度在1.4ev，和地面太阳 光光谱能量的最值最为接近
纳米晶TiO2工作原理
•
染料分子吸收太阳光能跃迁到激发态，激发
态不稳定，电子快速注入到紧邻的TiO2导带，染
料中失去的电子则很快从电解质中得到补偿，进
无机太阳能电池的发展概况及趋势
对太阳能电池材料一般的要求
• 1、半导体材料的禁带不能太宽； • 2、要有较高的光电转换效率： • 3、材料本身对环境不造成污染； • 4、材料便于工业化生产且材料性能稳定。
太阳能电池的分类：
无机：
• 1，硅太阳能电池 • 2，多元化合物薄膜太阳能电池 • 3，纳米晶太阳能电池
有机：
• 4，聚合物多层修饰电极型太阳能电池 • 5，有机太阳能电池
Байду номын сангаас
1，硅太阳能电池
• 硅太阳能电池又包括： • a,单晶硅太阳能电池; • b,多晶硅薄膜太阳能电池; • c,非晶硅薄膜太阳能电池.
单晶硅太阳能电池的特性
• 优点：电池转换效率最高，技术也最为成 熟。在实验室里最高的转换效率为24.7%， 规模生产时的效率为15%。在大规模应用 和工业生产中仍占据主导地位。
• 缺点：以有机材料制备太阳能电池的研究 仅仅刚开始，不论是使用寿命，还是电池 效率都不能和无机材料特别是硅电池相比。
总的发展趋势
• 目前市场生产和使用的太阳能光伏电池大 多数是用晶体硅材料制作的，由切割、铸 锭或者锻造的方法获得。
• 薄膜材料的太阳能电池是一层薄膜附着在 低价的衬背上电池。
• 薄膜太阳能电池由于用材少、重量小、外 表光滑、安装方便而更具发展潜力。
• 缺点：受制于其材料引发的光电效率衰退 效应，稳定性不高，直接影响了它的实际 应用。
硅太阳能电池的发展趋势
• 是目前发展最成熟的，在应用中居主导地位。 • 单晶硅由于成本较高，制作工艺较复杂。发展受
到很大的限制。 • 非晶硅薄膜太阳能电池如果能进一步解决稳定性
问题及提高转换率问题，那么，非晶硅太阳能电 池无疑是太阳能电池的主要发展产品之一，有很 大的潜力。 • 多晶硅薄膜太阳能电池性能在上面两种太阳能电 池之间，所以多晶硅薄膜电池不久将会在太阳能 电地市场上占据主导地位。
• 铜铟硒薄膜电池（简称CIS）适合光电转换， 不存在光致衰退问题，转换效率和多晶硅 一样。具有价格低廉、性能良好和工艺简 单等优点，将成为今后发展太阳能电池的 一个重要方向。唯一的问题是材料的来源， 由于铟和硒都是比较稀有的元素，因此， 这类电池的发展又必然受到限制。
3，纳米晶太阳能电池
• 纳米晶化学太阳能电池（简称NPC电池） 是由一种在禁带半导体材料修饰、组装到 另一种大能隙半导体材料上形成的，窄禁 带半导体材料采用过渡金属Ru以及Os等的 有机化合物敏化染料，大能隙半导体材料 为纳米多晶TiO2并制成电极，此外NPC电 池还选用适当的氧化--还原电解质。
入TiO2导带中的电于最终进入导电膜,然后通过外
回路产生光电流
• 谢谢大家！
更多精品资源请访问
docin/sanshengshiyuan doc88/sanshenglu
•。
• 优点：廉价的成本和简单的工艺及稳定的 性能，其光电效率稳定在10%以上，制作 成本仅为硅太阳电池的1/5～1/10。寿命能 达到20年以上。
• 发展趋势：虽然此类电池的研究和开发刚 刚起步，不久的将来会逐步走上市场。
4，聚合物多层修饰电极型太阳能电 池（有机）
• 优点：有机材料柔性好，制作容易，材料 来源广泛，成本底。
• 缺点：单晶硅成本价格高，大幅度降低其 成本很困难。
多晶硅薄膜太阳能电池
• 优点：与单晶硅比较,成本低廉，而效率高 于非晶硅薄膜电池。实验室最高转换效率 为18%,工业规模生产的转换效率为10%。
• 缺点：与单晶硅相比转换效率较低。
非晶硅薄膜太阳能电池
• 优点：成本低，重量轻，转换效率较高， 便于大规模生产。
无极太阳能电池的工作原理
• 太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子 对，在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区， 电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。 这就是光电效应太阳能电池的工作原理。
能带分析
光致衰退效应
• 经光辐照过的PIN型非晶硅太阳电池的空间 电荷效应主要表现在i层中正空间电荷的增 加，使电场分布向p＋／i结面集中，在靠近 n＋／i结附近区域内出现准中性区（低场 “死层”），导致有源区内光生载流子收 集率的减少和电池性能因光的长期辐照而 衰退．
2，多元化合物薄膜太阳能电池
• 主要材料是无机盐，它主要包括以下几种： 砷化镓III-V族化合物、硫化镉、硫化镉及铜 锢硒薄膜电池等。
多晶薄膜电池
• 硫化镉、碲化镉多晶薄膜电池的效率较 非晶硅薄膜太阳能电池效率高，成本较单 晶硅电池低，并且也易于大规模生产，但 由于镉有剧毒，会对环境造成严重的污染， 因此，并不是晶体硅太阳能电池最理想的 替代产品。
砷化镓太阳能电池
• 优点： • 砷化镓（GaAs）III-V化合物电池的转
换效率可达28%，GaAs化合物材料具有十 分理想的光学带隙以及较高的吸收效率,抗 辐照能力强,对热不敏感，适合于制造高效 单结电池。
• 缺点： • GaAs材料的价格不菲,因而在很大程度
上限制了用GaAs电池的普及。
铜铟硒薄膜电池