鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:2620次 | 2018年07月15日
太陽(yáng)能電池基礎(chǔ)知識(shí)知多點(diǎn)
太陽(yáng)能電池的分類迄今為止,人們已研究了100多種不同材料、不同結(jié)構(gòu)、不同用途和不同形式的太陽(yáng)電池,最常見的分類如下:同一種太陽(yáng)能電池,不同的分類法有不同的稱呼。如以非晶硅薄膜為基體的a-Si-CuIuSe,可稱非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池,也叫a-Si-CuIuSe,異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池。按太陽(yáng)電池的光譜響應(yīng)范圍來(lái)分,還有紫光電池、藍(lán)光電池、紅光電池等幾種常見的太陽(yáng)電池,視具體情況而定。幾種常見的太陽(yáng)電池如下:
(1)同質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池。由同一種半導(dǎo)體材料一個(gè)或多個(gè)pn結(jié)的太陽(yáng)電池,如p-n結(jié)太陽(yáng)電池,p-n結(jié)砷化鎵太陽(yáng)電池等。
(2)異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池:由兩種不同半導(dǎo)體材料在相接界面上構(gòu)成劃質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池,如氧化錫一硅、硫化鎘一硫化亞銅、砷化鎵一硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池等。若構(gòu)成異質(zhì)結(jié)的兩種材料的晶格匹配比較好,則稱為異質(zhì)面太陽(yáng)電池,如砷化鎵一砷化鋁鎵異質(zhì)面太陽(yáng)電池等。
(3)肖特基結(jié)太陽(yáng)能電池。由金屬和半導(dǎo)體接觸形成肖特基勢(shì)壘的電池,簡(jiǎn)稱MS電池。已發(fā)展成金屬一氧化物一半導(dǎo)體(MOS)、金屬一絕緣體一半導(dǎo)體(MIS)太陽(yáng)電池等。
(4)復(fù)合結(jié)太陽(yáng)能電池。由兩個(gè)或多個(gè)結(jié)形成的太陽(yáng)電池。如由一個(gè)(MIS)太陽(yáng)電池和一個(gè)p-n結(jié)硅電池疊合而形成高效MISNP復(fù)合結(jié)硅太陽(yáng)電池,其效率已達(dá)22%。復(fù)合結(jié)太陽(yáng)電池往往做成級(jí)聯(lián)型,把寬禁帶材料放在頂區(qū),吸收陽(yáng)光中的高能光子,用窄禁帶材料吸收低能光子,使整個(gè)電池的光譜響應(yīng)拓寬。砷化鋁鎵—砷化鎵—硅太陽(yáng)電池的效率高達(dá)31%。
(5)平板太陽(yáng)能電池。即非聚光電池,指在1倍陽(yáng)光下工作的太陽(yáng)電池。
(6)聚光太陽(yáng)能電池。指在大于倍陽(yáng)光下工作的太陽(yáng)電池。1~10倍為低倍聚光,10~100倍為中倍聚光,大于100倍的為高倍聚光。聚光需要考慮高溫散熱力大電流輸出等特殊設(shè)計(jì),容易組成光電、光熱綜合利用的復(fù)合系統(tǒng)。與聚光電池相配的聚光器和跟蹤器,會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜性。但用廉價(jià)的聚光材料來(lái)代替昂貴的半導(dǎo)體材料搜集太陽(yáng)能,可以降低太陽(yáng)電池發(fā)電系統(tǒng)的成本。
(7)空間太陽(yáng)能電池。用于人造衛(wèi)星和空間飛行器上的太陽(yáng)電池??臻g電池要求有較高的功率質(zhì)量比,耐高低溫沖擊,抗高能粒子輻射能力強(qiáng),制作精細(xì),其價(jià)格較高。
(8)地面太陽(yáng)能電池。用于地面陽(yáng)光發(fā)電系統(tǒng)的太陽(yáng)電池。要求耐風(fēng)霜雨雪的侵襲,有較高的功率價(jià)格比,具有大規(guī)模生產(chǎn)的工藝可行性和材料來(lái)源。
(9)有機(jī)半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池。利用具有半導(dǎo)體性質(zhì)的萘、茵等有機(jī)材料進(jìn)行摻雜后制成的p-n結(jié)太陽(yáng)電池。離子摻雜也能使一些塑料薄膜變成半導(dǎo)體。由于這些材料抗光老化的能力不理想,目前只做些原理性實(shí)驗(yàn)。