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
安全可靠
太阳能 风能 潮汐能 地热能 对流能 水能
发展现状
2006年 370MW
2007年 445MW
• 增长120%
2008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2008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，2014年 前全部建成后的产能将高达约4000MW。
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。
应用“薄膜光伏”在 光伏发电技术上的改
进
指导老师：韩宏伟教授，成员：林健哲王晖米仁杰
L/O/G/O
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
5
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
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。
左图为该薄膜太阳能电池，右图为利用该电 池和设计的应急手机充电器系统。
左图为硅基太阳能电池小车，右图为薄膜太 阳能电池小车
4.目前存在问题
1.关于有机薄膜太阳电池 有机薄膜太阳电池具有成本低、重量轻、产品柔软、设计自由度高和
可大面积制备等特点，，但其与硅基薄膜太阳电池相比，转换效率和 稳定性较低，具体问题为： （1）有机太阳电池与无机太阳电池载流子的产生过程有很大的不同。 有机高分子的光生载流子不是直接通过吸收光子产生，而是先产生激 子，然后再通过激子的离解产生自由载流子，这样形成的载流子容易 成对复合，最后使光电流降低. （2）共轭聚合物掺杂均为高浓度掺杂，这样虽能保证材料具有较高的 电导率，但载流子的寿命与掺杂浓度成反比，随着掺杂浓度的提高， 光生载流子的增大，电池的光电转换效率很低。 2.关于实物动手阶段的问题 我们虽初步动手做出了实体有机薄膜太阳能电池，但是还有好多不完 善的地方，如工艺成本高，稳定性不好，还要进很多的改进。由于我 们之前从未有过类似的实验室经历，更没有类似的经验，所以大家一 度感到无从下手。后来我们先去指导老师的实验室进行锻炼，看研究 生学长学姐怎么进行实验室工作阶段的，在学习中逐渐提高自己的动 手能力。实验室动手阶段后，我们还要加强学习，争取进一步改进到 位。
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)
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)
改进说明了其光电转换效率的衰减。
改进了它的封装，采用了UV固化聚合物，重 量轻，柔韧性好，保证了很高的耐用性。该封 装聚合物主要包括EVA和含氟聚合物ETEE（ 高耐力的ETEE是具有很强透光性的聚合物） ，聚合物层压，不易破裂（无玻璃材料），防 潮，耐用重量轻，抗撞击，便于携带和使用。
（２）采用增强聚光系统和跟踪装置等技术, 提高太阳电 池电源系统的输出功率, 减少太阳电池单体的用量。基于 此想法，我们运用自动控制的知识设计了一个自动跟踪式 太阳电池系统，简图如下图所示
实物展示，结合我们的改进意见，我们自己动手 改进了一款柔性薄膜太阳能电池，并且将其应用 在应急手机充电器和小车上，见下图示：
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。