精選太陽電池的種類特點(diǎn)及發(fā)展趨勢

1、精選太陽電池的種類特點(diǎn)及開展趨勢太陽能電池的種類特點(diǎn)及開展趨勢種類按照材料分類硅太陽能電池：以硅為基體材料單晶硅、多晶硅、非晶硅化合物半導(dǎo)體太陽能電池：由兩種或兩種以上的元素組成具半導(dǎo)體特性的化合物半導(dǎo)體材料制成的太陽能電池(硫化鎘、砷化稼、碲化鎘、硒銦銅、磷化銦)有機(jī)半導(dǎo)體太陽能電池：用含有一定數(shù)量的碳碳鍵且導(dǎo)電能力介于金屬和絕緣體之間的半導(dǎo)體材料制成的電池(分子晶體、電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物、高聚物)特點(diǎn)及開展趨勢一、單晶硅太陽電池特點(diǎn)：硅系列太陽能電池中，單晶硅的光電轉(zhuǎn)換效率最高，技術(shù)也最成熟。在大規(guī)模應(yīng)用和工業(yè)生產(chǎn)中仍舊占據(jù)主導(dǎo)地位，但由于制造過程復(fù)雜，制造電池的能耗大，嚴(yán)重影響了其廣泛應(yīng)用。單

2、晶硅太陽能電池的特點(diǎn)是對于大于0.7m的紅外光也有一定的靈敏度。以p型單晶硅為襯底，其上擴(kuò)散n型雜質(zhì)的太陽能電池與n型單晶硅為襯底的太陽能電池相比，其光譜特性的峰值更偏向左邊。它對從藍(lán)到紫色的短波長的光有較高的靈敏度，但其制法復(fù)雜，本錢高，僅限于空間應(yīng)用。二多晶硅太陽電池特點(diǎn)：用澆鑄法或晶帶法制造的多晶硅太陽能電池在1976年證明其轉(zhuǎn)換效率已超過10%，對大晶粒的電池，效率可達(dá)20%。這種低本錢的多晶硅太陽能電池已經(jīng)大量生產(chǎn)，在太陽能電池工業(yè)中所占的分額也相當(dāng)大。但是多晶硅材料質(zhì)量比單晶硅差，有許多晶界存在，電池效率比單晶硅低；晶向不一致，外表織構(gòu)化困難。開展趨勢晶硅太陽電池向薄片化方向開展硅

3、片減薄降低硅片厚度是結(jié)構(gòu)電池降低本錢的重要技術(shù)方向之一。今后，在如何開發(fā)新技術(shù)以得到低價格的多晶硅材料，如何得到高效率、大面積多晶硅太陽能電池等方面還有許多工作可做三非晶硅薄膜太陽電池特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)1非晶硅具有較高的光吸收系數(shù)2非晶硅的禁帶寬度比單晶硅大，隨制備條件的不同約在1.5-2.0eV的范圍內(nèi)變化，開路電壓高。3材料和制造工藝本錢低、設(shè)備簡單；薄膜厚度僅有數(shù)千埃，大大降低了硅原材料的本錢；沉積溫度為100300C。4沒有晶體所要求的周期性原子排列，幾乎可以淀積在任何襯底上.5適合制作特大面積、無結(jié)構(gòu)缺陷的薄膜, 易于形成大規(guī)模的生產(chǎn)能力, 生產(chǎn)可全流程自動化.6多品種和多用途.只要改變原材料

4、的氣相成分或氣體流量，便可使非晶硅薄膜改性，可以自由設(shè)計(jì)制造，制作出適合不同需求的多品種產(chǎn)品。7可以制備成輕型、柔性太陽電池，易于與建筑集成。8制備非晶硅太陽能電池能耗少.缺點(diǎn)1與晶體硅相比，非晶硅薄膜太陽電池的效率相對較低2非晶硅薄膜太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率在太陽光的長期照射下有一定的衰減，到目前為止仍然未根本解決.開展趨勢大規(guī)模地本錢發(fā)電站；與建筑相配合，建造太陽能房；太陽能照明光源；弱光下使用如太陽能手表等四多晶硅薄膜太陽能電池特點(diǎn)：多晶硅電池既具有晶體電池的特點(diǎn)，又具有非晶硅電池優(yōu)點(diǎn)；具有低本錢、大面積和制備簡單的優(yōu)勢；襯底廉價，硅材料用量少，而且沒有光衰減問題；其太陽能光電轉(zhuǎn)換效率依然

5、較低。開展趨勢：目前人們非常關(guān)注：如何在廉價的襯底上，能夠高速、高質(zhì)量地生長多晶硅薄膜；多晶硅薄膜的制備溫度要盡量低，以便選用低價優(yōu)質(zhì)的襯底材料；多晶硅薄膜電學(xué)性能的高可控性和高重復(fù)性。化合物半導(dǎo)體薄膜太陽能電池化合物半導(dǎo)體材料大多是直接帶隙半導(dǎo)體材料，光吸收系數(shù)較高，禁帶寬度一般較大，其太陽電池的抗輻射性能明顯高于硅太陽電池。由于其生產(chǎn)設(shè)備復(fù)雜、能耗大、生產(chǎn)周期長，導(dǎo)致生產(chǎn)本錢高，僅用于局部不計(jì)本錢的空間太陽電池上。五GaAs太陽電池優(yōu)點(diǎn)：與太陽光譜匹配良好，具有高的光電轉(zhuǎn)換效率禁帶寬度相對較大，可在較高溫度下工作。GaAs材料對可見光的光吸收系數(shù)高，電池可采用薄層結(jié)構(gòu)，相對節(jié)約材料。電池的

6、抗輻射能力較強(qiáng)。材料的電阻率小，由電池體電阻引起的功率損耗較小。光照下太陽電池的開路電壓較高開展趨勢GaAs疊層電池的設(shè)計(jì)，能大大提高電池的轉(zhuǎn)換效率。在疊層電池設(shè)計(jì)中采用聚光技術(shù)成為開發(fā)的新熱點(diǎn)。隨著制備工藝的進(jìn)步和聚光技術(shù)及跟蹤系統(tǒng)技術(shù)的成熟，相信其地面應(yīng)用前景更加美好。六CuInSe2太陽電池特點(diǎn)：1非常適合于太陽電池的薄膜化2制造本錢和能量歸還時間將遠(yuǎn)低于晶體硅太陽電池3抗輻射能力強(qiáng)； 轉(zhuǎn)換效率高4電池穩(wěn)定性好，根本不衰減；5弱光性能好。6材料是多元組成的，元素配比敏感，多元晶體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，與多層界面匹配困難；7材料的制備技術(shù)難度高；8銦和硒是稀有元素，材料來源困難開展趨勢:仍處在研究階段

7、，沒有規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，主要問題包括：如何開發(fā)最正確的沉積技術(shù)、生產(chǎn)工藝，以降低本錢，適應(yīng)大規(guī)模、低本錢生產(chǎn)；如何理解CuInS2薄膜生長機(jī)理及缺陷作用，進(jìn)一步提高光電轉(zhuǎn)換效率。七CdTe太陽電池CdTe多晶薄膜的禁帶寬度為1.45eV，太陽電池光電轉(zhuǎn)換理論效率在30左右，是一種高效、穩(wěn)定且相對低本錢的薄膜太陽電池材料，而且CdTe太陽電池結(jié)構(gòu)簡單，容易實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。缺點(diǎn)在常溫下CdTe是相對穩(wěn)定和無毒的，但是Cd和Te是有毒的制備CdS薄膜時，多采用化學(xué)浴方法，溶液中存在大量的Cd2+地球上的Cd和Te資源十分有限，特別是稀有元素，這也潛藏著一個本錢的問題開展趨勢：無法耀升為市場主流: 模塊

8、與基材材料本錢太高。 碲天然蘊(yùn)藏量有限。 鎘的毒性，使人們無法放心的 接受此種光電池。八有機(jī)太陽電池優(yōu)點(diǎn) 化學(xué)可變性大，原料來源廣泛；有多種途徑，可改變和提高材料光譜吸收能力、擴(kuò)展光譜吸收范圍，并提高載流子的傳送能力；加工容易,可大面積成膜易進(jìn)行物理改性電池制作可多樣化；價格廉價，有機(jī)染料高分子半導(dǎo)體等的合成工藝比較簡單缺點(diǎn)：與無機(jī)硅太陽能電池相比，在轉(zhuǎn)換效率、光譜響應(yīng)范圍、電池的穩(wěn)定性方面，有機(jī)太陽能電池還有待提高。開展趨勢:(1) 優(yōu)化電池外表結(jié)構(gòu)，將電池外表反射的光重新集聚進(jìn)入電池；(2) 使用抗反射鍍膜俘獲光子和制造多結(jié)多禁帶結(jié)構(gòu)電池捕獲寬波長的光子從而獲得合理的光子吸收效率；(3) 使用低電阻率和小覆蓋面的金屬作為前電極以獲得大的填充因子和高的光電流；(4) 除制造薄的光電池(可以減小串聯(lián)電阻)外，還可以用優(yōu)化集聚和鈍化技術(shù)降低載流子的復(fù)合；(5) 當(dāng)用酞菁作材料制造光電池時，應(yīng)該考慮其結(jié)晶型，因?yàn)楣馍d流子產(chǎn)率與結(jié)晶型有關(guān)；(6) 制造由納米級材料組成的光電池。(九) 染料敏化太陽電池優(yōu)點(diǎn)本錢低壽命長大規(guī)模生產(chǎn)。缺點(diǎn)：電解質(zhì)易導(dǎo)致敏化染料的脫附;(2) 溶劑易揮發(fā),與敏化染料作用導(dǎo)致染料降解;(3) 密封工藝復(fù)雜;(4) 載流子遷移速率很慢,在高強(qiáng)度光照時不穩(wěn)