太陽能電池的原理、種類與應用(編輯修改稿)
2025-09-01 04:55 本頁面
【文章內容簡介】 多晶塊料或單晶硅頭尾料，經破碎，用V(氫氟酸)：V(硝酸)=1：5混臺液進行適當的腐蝕，然后用去離子水沖洗呈中性，烘干．用石英坩堝裝好多晶硅料，加入適量硼硅。放人澆鑄爐，在真空狀態(tài)中加熱熔化．熔化后保溫約20 min，然后注入石墨鑄模中，待慢慢凝固冷卻后，即得多晶硅錠．這種硅錠鑄成立方體，以便切片加工成方形太陽能電池片，提高材制利用率和方便組裝．多晶硅太陽能電池的制作工藝與單晶硅太陽能電池差不多，其光電轉化效率約19．8％左右，稍低于單晶硅太陽電池，但是材料制造簡便，節(jié)約電耗，總的生產成本較低，因此得到了快速發(fā)展[3]多晶硅的生產工藝上面已經介紹，這里不再贅述。薄膜太陽能電池是緩解能源危機的新型光伏器件。薄膜太陽能電池可以使用在價格低廉的陶瓷、石墨、金屬片等不同材料當基板來制造，形成可產生電壓的薄膜厚度僅需數μm，目前轉換效率最高可以達13%.[4]該電池的常用材料有：砷化鎵(GaAs)、銅銦硒(CuInSe)、 碲化鎘(CdTe)。它們的有關參數參數見表格1。下面以銅銦鎵硒（CIGS）薄膜太陽能電池為例加以介紹。CIGSe薄膜太陽能電池是由其母體銅銦硒(CulnSe2，簡稱ClSe)發(fā)展而來的.[5][6][7]其制備方法有：（1）多元共蒸發(fā)法[8]：主要是通過熱蒸發(fā)將所需的元素蒸發(fā)，并使得其以原子或分子的形式沉積下來。此方法制備的CIGSe太陽能電池效率很高，但由于設備昂貴，一般學術研究領域采用較多。（2）濺射后硒化法[9]：先在Mo薄膜底電極上沉積含有Cu、In、Ga元素的預制層合金，然后在含有Se的氣氛下退火處理，最終得到滿足化學計量比的CIGSe薄膜。（3）肼溶液沉積法[10,11]：利用肼作為溶劑，將含有Cu、In、Ga的二元Se化物徹底溶解，分別得到其溶液。按所需組分配比混合均勻后，通過噴涂或旋涂等方法形成預制層薄膜。最后，在惰性氣氛中退火，無需硒化，即可生成質量較好的CIGSe薄膜。重要結構：（1）光陽極.納米半導體氧化物薄膜是染料敏化太陽能電池中的核心部分，它的主要作用是，吸附足夠多的染料和快速傳輸電子到導電基底。為了獲得較高光電轉換效率的 DSSC，要求光陽極薄膜具備多孔結構和較大的接觸面以及良好的形貌，以便能夠容納足夠多的染料和保證足夠多的電解液的滲入，能夠起到抑制電子/空穴對復合的作用即使電子的分離速率大于復合速率，保證電子的產生和快速傳輸。目前，在所研究納米半導體光陽極薄膜材料中，TiO 2 、良好的光電效應、良好的光催化性能及穩(wěn)定的光電化學性能等優(yōu)良性質而成為各國科研人員研究的重點。[12]（2）染料敏化劑.因為TiO2不能直接吸收可見光(380nm780nm)，而染料敏化劑可以幫助半導體Sn02吸收整個區(qū)域的可見光，以致提高
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