鉅大LARGE | 點擊量:2607次 | 2018年07月15日
太陽能電池基礎(chǔ)知識知多點
太陽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電池,最常見的分類如下:同一種太陽能電池,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能電池,也叫a-Si-CuIuSe,異質(zhì)結(jié)太陽能電池。按太陽電池的光譜響應范圍來分,還有紫光電池、藍光電池、紅光電池等幾種常見的太陽電池,視具體情況而定。幾種常見的太陽電池如下:
(1)同質(zhì)結(jié)太陽能電池。由同一種半導體材料一個或多個pn結(jié)的太陽電池,如p-n結(jié)太陽電池,p-n結(jié)砷化鎵太陽電池等。
(2)異質(zhì)結(jié)太陽能電池:由兩種不同半導體材料在相接界面上構(gòu)成劃質(zhì)結(jié)太陽電池,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)面太陽電池,如砷化鎵一砷化鋁鎵異質(zhì)面太陽電池等。
(3)肖特基結(jié)太陽能電池。由金屬和半導體接觸形成肖特基勢壘的電池,簡稱MS電池。已發(fā)展成金屬一氧化物一半導體(MOS)、金屬一絕緣體一半導體(MIS)太陽電池等。
(4)復合結(jié)太陽能電池。由兩個或多個結(jié)形成的太陽電池。如由一個(MIS)太陽電池和一個p-n結(jié)硅電池疊合而形成高效MISNP復合結(jié)硅太陽電池,其效率已達22%。復合結(jié)太陽電池往往做成級聯(lián)型,把寬禁帶材料放在頂區(qū),吸收陽光中的高能光子,用窄禁帶材料吸收低能光子,使整個電池的光譜響應拓寬。砷化鋁鎵—砷化鎵—硅太陽電池的效率高達31%。
(5)平板太陽能電池。即非聚光電池,指在1倍陽光下工作的太陽電池。
(6)聚光太陽能電池。指在大于倍陽光下工作的太陽電池。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,容易組成光電、光熱綜合利用的復合系統(tǒng)。與聚光電池相配的聚光器和跟蹤器,會增加系統(tǒng)的復雜性。但用廉價的聚光材料來代替昂貴的半導體材料搜集太陽能,可以降低太陽電池發(fā)電系統(tǒng)的成本。
(7)空間太陽能電池。用于人造衛(wèi)星和空間飛行器上的太陽電池??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,制作精細,其價格較高。
(8)地面太陽能電池。用于地面陽光發(fā)電系統(tǒng)的太陽電池。要求耐風霜雨雪的侵襲,有較高的功率價格比,具有大規(guī)模生產(chǎn)的工藝可行性和材料來源。
(9)有機半導體太陽能電池。利用具有半導體性質(zhì)的萘、茵等有機材料進行摻雜后制成的p-n結(jié)太陽電池。離子摻雜也能使一些塑料薄膜變成半導體。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驗。