太陽(yáng)電池物理與新型太陽(yáng)電池技術(shù)發(fā)展講義-wenkub
2023-03-04 18:01:47 本頁(yè)面
【正文】 5 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 6 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 7 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 8 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 9 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 10 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 11 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 Solarbuzz發(fā)布 2023年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù) 全球安裝 ，其中： 德國(guó)占比例 42%（ GW）、 意大利 21% （ GW） 歐洲其他 18% 美國(guó) 5% 日本 5% 全球其他 9% 12 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 2023年度中國(guó)光伏行業(yè)十大風(fēng)云人物 （排名不分先后） 尚德電力控股有限公司董事長(zhǎng)兼 CEO 施正榮 晶澳太陽(yáng)能控股有限公司 CEO 方朋 常州天合光能有限公司董事長(zhǎng)兼 CEO 高紀(jì)凡 浙江正泰太陽(yáng)能科技有限公司總裁 楊立友 保利協(xié)鑫能源控股有限公司董事局主席 朱共山 中電電氣集團(tuán)董事長(zhǎng) 陸廷秀 江西賽維 LDK太陽(yáng)能高科技有限公司 CEO 彭小峰 韓華新能源有限公司 CEO 謝平 常州億晶光電科技有限公司董事長(zhǎng) 荀建華 中盛光電集團(tuán)董事長(zhǎng) 王興華 國(guó)內(nèi)光伏發(fā)展現(xiàn)狀 13 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 2023年度中國(guó)光伏行業(yè)十大創(chuàng)新產(chǎn)品 （排名不分先后） 英利綠色能源控股有限公司： 熊貓 N型單晶硅高效電池 尚德電力控股有限公司： Pluto晶體硅太陽(yáng)能電池 陽(yáng)光電源股份有限公司： SunAccess 系列光伏并網(wǎng)逆變器 常州天合光能有限公司：高邁 高效高功率電池組件 杜邦光伏解決方案：杜邦 TM Solamet169。 70片 /kg = ＄ ? ＄ 247。 79片 /kg=＄ 247。成本還會(huì)繼續(xù)下降。 ? Martin A. Green在研究中發(fā)現(xiàn)了晶體硅（第一代）電池的問(wèn)題：雖然轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到很高，甚至接近單結(jié)電池極限，但是需要高質(zhì)量低缺陷的昂貴晶體材料和復(fù)雜耗時(shí)的工藝。 ? 目前他們主要在全硅疊層電池和熱載流子電池方面進(jìn)行研究。但是具有沖擊低價(jià)、高效這一目標(biāo)的潛力。無(wú)論命名如何，學(xué)術(shù)界一直以來(lái)對(duì)這一領(lǐng)域都保持了巨大的熱情和興趣，特別是憑借迅猛發(fā)展的納米技術(shù)和材料技術(shù)，科學(xué)家們有機(jī)會(huì)應(yīng)對(duì) ShockleyQueisser 極限效率的挑戰(zhàn)。 ? 雖然 Shockley預(yù)言了半導(dǎo)體太陽(yáng)電池的極限效率，但是他的結(jié)果僅適用了單個(gè) pn結(jié)的器件，隨著 技術(shù)日益完善，采用新材料、具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的新型光伏器件的制備技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn) 。在 Shockley和 Queisser的研究中，認(rèn)為太陽(yáng)電池也是黑體模型，溫度采用地表溫度 300K。 ? UNSW研究中心對(duì)轉(zhuǎn)換效率為 %的器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及發(fā)展前途作了全面研究。其它一些模型，例如熱載流子和能量級(jí)聯(lián)電池的極限效率也是這一數(shù)值。能量較低的紅光光子與能量較高的藍(lán)光光子在激發(fā)電子空穴對(duì)產(chǎn)生輸出時(shí)是等效的。此時(shí)，載流子壽命取決于電池內(nèi)部的輻射復(fù)合，即光激發(fā)過(guò)程的逆過(guò)程。 ? , , . 32 (1961) 510 35 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 ? 另外一個(gè)損失是由于接觸和 pn結(jié)處的電壓降，電池輸出電壓低于帶隙寬度可產(chǎn)生的電勢(shì)，如圖 2 1所示。最大聚光倍數(shù)下的效率極限可以作為有關(guān)聚光和非聚光電池研究的參考數(shù)據(jù)，還可以作為經(jīng)典熱力學(xué)結(jié)果的參考。這就是疊層電池光譜分割技術(shù)的原理，通過(guò)將太陽(yáng)光譜進(jìn)行切割，讓不同帶隙的材料吸收對(duì)應(yīng)部分的光以提高效率?？紤]到電流匹配問(wèn)題， 1990年， AM 27%的電池在美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（ NREL）被制備出來(lái)。 1980年 Henry計(jì)算了，當(dāng)結(jié)數(shù)分別為 1， 2， 3，和 36時(shí)，對(duì)應(yīng)的效率為 37， 50， 56和 72%。 41 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 ? 材料科學(xué)的發(fā)展，特別是 MOCVD技術(shù)，極大的推動(dòng)了多結(jié)疊層電池的發(fā)展，在此之前，這種電池只能存在于理論和設(shè)想中。 ? 夏普公司 22日發(fā)布的新聞公報(bào)說(shuō) ,化合物太陽(yáng)電池不同于現(xiàn)在主流的以硅為材料的太陽(yáng)電池 .它以銦等 2種以上元素組成的化合物作為材料 ,形成光吸收層 ,其光電轉(zhuǎn)換效率高于硅晶體太陽(yáng)能電池 ,主要應(yīng)用于人造衛(wèi)星。最初的工作是在一維的硅量子阱上進(jìn)行。在 2023年年度報(bào)告報(bào)導(dǎo)的結(jié)果中，他們已經(jīng)在石英襯底上成功制備了 Si的量子點(diǎn)，做出開(kāi)路電壓為 493 mV的 SiO2和 83 mV的 SiC量子點(diǎn)異質(zhì)結(jié)電池。 ? 如果能在熱載流子的動(dòng)能消耗完之前將熱載流子提取出來(lái)，則可以產(chǎn)生較高的開(kāi)路電壓，從而把能量更大限度的提取出來(lái)，這就是熱載流子電池的出發(fā)點(diǎn)。換句話說(shuō)，必須想辦法將熱載流子變冷之前的時(shí)間延長(zhǎng)。 ? 另一方面， 1997年， Hanna等人制備熱載流子電池的嘗試失敗，人們才認(rèn)識(shí)到選擇性電極對(duì)于熱載流子電池的重要性。 49 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 多電子 空穴對(duì)太陽(yáng)電池 ? 多電子 空穴對(duì)電池提高效率的出發(fā)點(diǎn)與熱載流子電池基本是一樣的，都是想盡可能的利用太陽(yáng)光中的高能量光子?？茖W(xué)家已經(jīng)證實(shí)了多電子空穴產(chǎn)生的可行性， 1990年， Barnham和 Duggen發(fā)現(xiàn)可以采用多重量子阱結(jié)構(gòu)（ MQW : Multiple Quantum Well ）制備太陽(yáng)電池，并且在MQW中觀測(cè)到量子效率大于 1的反俄歇效應(yīng)。 ? 在體材料中，產(chǎn)生碰撞電離的門檻能量必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于帶隙，同時(shí)晶格振動(dòng)必須被有效的限制，產(chǎn)生碰撞電離的速率必須與電子 聲子散射的弛豫速率至少匹配。 51 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 ? 通過(guò) MEG (multiple Excition Generatio
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1