晶體硅太陽(yáng)能電池的基本原理(存儲(chǔ)版)
【正文】 帶激發(fā)到導(dǎo)帶，價(jià)帶中產(chǎn)生空穴，導(dǎo)帶中出現(xiàn)電子，空穴和電子都參與導(dǎo)電成為 載流子 confidential 導(dǎo)體 ，在外電場(chǎng)的作用下，大量共有化電子很易獲得能量，集體定向流動(dòng)形成電流。 電子是少數(shù)載流子 ， 簡(jiǎn)稱 少子 。 但如果在上層全部涂上金屬 ，陽(yáng)光就不能通過(guò) ， 電流就不能產(chǎn)生 ， 因此一般用金屬網(wǎng)格覆蓋 p－ n結(jié) （ 如圖 柵狀電極 ） ， 以增加入射光的面積 。 對(duì)于電阻阻抗最小的理想太陽(yáng)能電池來(lái)說(shuō) ， 短路電流就等于光生電流 。 confidential 上述方程顯示了 VOC取決于太陽(yáng)能電池的飽和電流和光生電流 。 “ 填充因子 ” ， 通常使用它的簡(jiǎn)寫(xiě) “ FF” ， 是由開(kāi)路電壓VOC和短路電流 ISC共同決定的參數(shù) ， 它 決定 了太陽(yáng)能電池的 輸出效率 。 結(jié)果是可期望在某一個(gè)確定的 Eg隨處出現(xiàn)太陽(yáng)電池效率的峰值 。 在間接帶隙半導(dǎo)體材料如 Si中 ， 離結(jié) 100181。 因而輸出功率的增加將大大超過(guò) X倍 ， 而且聚光的結(jié)果也使轉(zhuǎn)換效率提高了 。 隨摻雜濃度增加有效摻雜濃度飽和 ，甚至?xí)陆? confidential 目前 ， 在 Si太陽(yáng)電池中 ， 摻雜濃度大約為 1016cm3， 在直接帶隙材料制做的太陽(yáng)電池中約為 1017 cm3， 為了減小串聯(lián)電阻 ， 前擴(kuò)散區(qū)的摻雜濃度經(jīng)常高于 1019 cm3， 因此重?fù)诫s效應(yīng)在擴(kuò)散區(qū)是較為重要的 。 不過(guò)通常情況下 ， 串聯(lián)電阻主要來(lái)自薄擴(kuò)散層 。 使用減反射膜可降低反射率 。 因?yàn)橛刑?yáng)光反射的存在 ， 不是全部光線都能進(jìn)入 Si 中 。 背表面場(chǎng)電池 。 既然 （ Nd）eff和 （ Na） eff顯現(xiàn)出峰值 ， 那么用很高的 Nd和 Na不會(huì)再有好處 ， 特別是在高摻雜濃度下壽命還會(huì)減小 。 將太陽(yáng)光聚焦于太陽(yáng)電池 ， 可使一個(gè)小小的太陽(yáng)電池產(chǎn)生出大量的電能 。 2. 溫度 confidential 希望載流子的復(fù)合壽命越長(zhǎng)越好 ， 這主要是因?yàn)檫@樣做 ISC大 。 溫度的改變對(duì)伏安曲線的影響如下圖所示 。 短路電流和開(kāi)路電壓分別是太陽(yáng)能電池能輸出的最大電流和最大電壓 。 開(kāi)路電壓如下圖伏安曲線所示 。 通常記作 ISC。 只要光照不停止 ， 這個(gè)光生電壓將永遠(yuǎn)存在 。 空穴是少數(shù)載流子 ， 簡(jiǎn)稱 少子 。 由于晶體中原子的周期性排列，價(jià)電子不再為單個(gè)原子所有的現(xiàn)象。cm))） 半導(dǎo)體 : 104—— 104/(? confidential 當(dāng)溫度升高或受到光的照射時(shí) ， 束縛電子能量升高 ， 有的電子可以掙脫原子核的束縛 ， 而參與導(dǎo)電 ， 稱為 自由電子 。 絕緣體 ：在外電場(chǎng)的作用下，共有化電子很難接受外電場(chǎng)的能量，所以形不成電流。 受主雜質(zhì) 半導(dǎo)體整體呈電中性 confidential PN結(jié) 半導(dǎo)體中載流子有 擴(kuò)散運(yùn)動(dòng) 和 漂移運(yùn)動(dòng) 兩種運(yùn)動(dòng)方式 。 另外硅表面非常光亮 ， 會(huì)反射掉大量的太陽(yáng)光 ， 不能被電池利用 。 因此短路電流是電池能輸出的最大電流 。由于短路電流的變化很小 ， 而飽和電流的大小可以改變幾個(gè)數(shù)量級(jí) ， 所以主要影響是飽和電流 。 從圖形上看 ， FF就是能夠占據(jù) IV曲線區(qū)域最大的面積 。 隨溫度的增加 ， 效率 η 下降 。m處也產(chǎn)生相當(dāng)多的載流子 ， 所以希望它們的壽命能大于 1181。 3. 復(fù)合壽命 4. 光強(qiáng) confidential 5. 摻雜濃度及剖面分布 對(duì) VOC有明顯的影
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