宏观总体上对太阳能电池的改进意见
❖ （１）降低材料成本，选用尽可能的廉价的薄膜材料，取 代昂贵的单晶硅材料制造太阳电池。例如选用有机聚合物 薄膜 ，比如电池中的电子供体材料选用聚苯撑乙烯撑类( PPVs) 、聚噻吩类( PThs) 、聚苯胺等，电子受体材料 选用有聚合物受体材料 ( CN-PPV、芳杂环类聚合物和梯 形聚合物等) 、有机小分子受体( 富勒烯及其衍生物、酰 亚胺及其衍生物和酸脂等) 、纳米受体材料( 碳纳米管、 TiO2、GaAs、ZnO ) 等。
❖ 2.2019.1针对有机薄膜太阳能电池进行了重点研究，在分析研究其 工作原理和组成结构的基础上，提出了部分改进想法。
❖ 3.2019.2初步学习了多元化合物薄膜太阳能电池工作原理，将有机 薄膜太阳电池与多元化合物薄膜太阳电池进行分析比较。
❖ 4.2019.3-现在，对几个月以来的成果汇总，利用改进意见动手改进 有机薄膜太阳能电池。
关于多元化合物薄膜太阳电池
多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐，其主要包括砷化镓III-V族化合物、硫 化镉、硫化镉及铜铟硒薄膜电池等。我们对其进行分析后认为有前景的研究方向 应该是合成具有电子给体和电子受体两项功能的新型导电聚合物，或对现有导电 聚合物薄膜电池进行界面修饰，或是控制聚合物光活性层材料的厚度使其接近生 激子的扩散长度，或发展多层异质结结构等，提高聚合物薄膜电池的转换效率。
薄膜太阳能电池的分类
非晶硅(Amorphus Silicon, a-Si) 微晶硅(Nanocrystalline Silicon，nc-Si，Microcrystalline Silicon，mc-Si) 化合物半导体II-IV 族（CdS、CdTe、CuInSe2） 色素敏化染料(Dye-Sensitized Solar Cell) 有机导电高分子(Organic/polymer solar cells)
触，最大限度地减少电子和空穴在传输过程中的损耗。
（3）寻找合适的电子和空穴传输材料，保证电子空穴对能够有效地分离和传导， 降低电子空穴对传输过程中的复合和耗散几率。 （4）采用光敏小分子掺杂，提高载流子的收集效率。 （5）寻找叠层结构最优的层数，继续探索修饰层的优化方式。太阳光光谱可以 分成连续的若干部分，采用能带宽度与各部分有最好匹配的材料做成电池，并按 能隙从大到小的顺序从外向内叠合起来，让波长短的光被宽隙材料电池利用，波 长较长的光能够透射进去让较窄能隙材料电池利用，最大限度地将光能变成电能。 通过这样的叠层结构，一方面太阳光的各个波段的光可以被很好地吸收，另一方 面，由于器件之间的耦合效应，可以使电池的效率大大提高。 （6）在有机薄膜太阳电池结构中采用了“级联结构”，在两种不同特性的薄膜 太阳电池叠层之间加入了一层TiOx，更有利于收集及传输电子。
主要内容
1
薄膜太阳能电池介绍
2
项目进展情况
3
已经取得的成果，实物
4
目前存在问题
5ห้องสมุดไป่ตู้
下阶段研究计划及主要施
背景介绍
存储量有限不可再生能源 产物对环境造成影响 不安全
石油 煤炭 天然气 核能
可再生 清洁无污染
安全可靠
太阳能 风能 潮汐能 地热能 对流能 水能
发展现状
2019年 370MW
2019年 445MW
❖ 5.为了提高动手能力，加深对太阳能电池的了解，我们将本项目与正 在进行的光电设计大赛结合起来，即在设计的小车动力采用太阳能电 池与普通电池的混合动力装置。
3.已经取得的成果，实物展示
❖ 关于薄膜太阳电池的原理的研究
❖ 主要是利用光伏效应(photovoltaic effect)将光能直接转换成电能 的一种P-N结半导体装置。
❖ 当晶片的接触面受光后，只要光子的能量等于或大于Eg，就会把 电子从价带激发到导带，在价带中留下一个空穴，产生电子-空穴对。 如果所产生的电子-空穴对有足够长的寿命，各自扩散到p-n 结的势垒 区附近，在p-n 结的内建电场作用下被互相分离，光生的非平衡空穴 往带负电的p 型区移动，电子往带正电的n 型区移动。在p-n 结开路 情况下。n 区边界将积累非平衡电子，p 区边界将积累非平衡空穴， 产生一个与p-n 结内建电场方向相反的光生电场Voc，这就是光伏效 应。在p-n 结短路情况下光生电子和光生空穴分别产生电流Jn 和Jp ，总的光生电流密度Jsc为两者之和。此时在晶片的两边加上电极并引 入负载，只要光照不停止，就会不断地有电流流过电路，p-n 结起到 了电源的作用，这就是光电池的基本工作原理。光照在接触面产生的 电子－空穴对愈多，电流愈大。
2.项目研究进展情况说明
❖ 1.2019.11-2019.12详细查阅与学习了有关薄膜太阳能电池的资 料，了解了薄膜太阳能电池的发展现状前景与趋势，掌握了各种不同 种类薄膜太阳能电池的技术特点。对各种薄膜太阳电池近几年来的发 展情况，包括其生产成本、转换效率等在内的优劣势做了较详细的比 较。确定了研究重点为有机薄膜太阳电池。
薄膜太阳能模块结构图
薄膜太阳能模块是由基板、金属层、透明导电层 、电器功能盒、胶合材料、半导体层..等
关于有机薄膜太阳电池
通过对有机薄膜太阳电池的研究，我们绘出了它的原理图如下图并提出了改进意见。
改进意见：
（1）在有机薄膜光电池的吸收层镀上紫外光吸收薄膜可以
有效降低其光电转换效率的衰减。
.
（2）优化电极材料，对电极的表面修饰，形成良好的欧姆接
• 增长120%
2019年 988.8MW
• 增长122%
2009年 19.8%
占太阳能电池的
我国高度重视太阳能电池技术的研发和产业化，与国际先进水平差距逐步缩小， 积极有序地发展。截至2019年底，我国已建成并投产的14家薄膜太阳能电池企 业的产能约达125.9MW，年产量约为46MW。截止2009年底，已开工建设和 已开展前期工作宣布建设的薄膜太阳能电池项目将近40个，按其规划，2019年 前全部建成后的产能将高达约4000MW。
薄膜太阳能电池的特色
❖ 1.相同遮蔽面积下功率损失较小(弱光情况下的发电性佳) ❖ 2.没有内部电路短路问题 ❖ 3.照度相同下损失的功率较晶圆太阳能电池少 ❖ 4.有较佳的功率温度系数 ❖ 5.较高的累积发电量 ❖ 6.只需少量的原料,成本低 ❖ 7.较佳的光传输 ❖ 8.厚度较传统太阳能电池薄 ❖ 9.材料供应来源广 ❖ 10.可与建材整合性运用(BIPV)