太陽(yáng)能電池的原理、種類(lèi)與應(yīng)用(編輯修改稿)
2024-09-01 04:55 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 多晶塊料或單晶硅頭尾料，經(jīng)破碎，用V(氫氟酸)：V(硝酸)=1：5混臺(tái)液進(jìn)行適當(dāng)?shù)母g，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(yáng)能電池片，提高材制利用率和方便組裝．多晶硅太陽(yáng)能電池的制作工藝與單晶硅太陽(yáng)能電池差不多，其光電轉(zhuǎn)化效率約19．8％左右，稍低于單晶硅太陽(yáng)電池，但是材料制造簡(jiǎn)便，節(jié)約電耗，總的生產(chǎn)成本較低，因此得到了快速發(fā)展[3]多晶硅的生產(chǎn)工藝上面已經(jīng)介紹，這里不再贅述。薄膜太陽(yáng)能電池是緩解能源危機(jī)的新型光伏器件。薄膜太陽(yáng)能電池可以使用在價(jià)格低廉的陶瓷、石墨、金屬片等不同材料當(dāng)基板來(lái)制造，形成可產(chǎn)生電壓的薄膜厚度僅需數(shù)μm，目前轉(zhuǎn)換效率最高可以達(dá)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(guān)參數(shù)參數(shù)見(jiàn)表格1。下面以銅銦鎵硒（CIGS）薄膜太陽(yáng)能電池為例加以介紹。CIGSe薄膜太陽(yáng)能電池是由其母體銅銦硒(CulnSe2，簡(jiǎn)稱(chēng)ClSe)發(fā)展而來(lái)的.[5][6][7]其制備方法有：（1）多元共蒸發(fā)法[8]：主要是通過(guò)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(lái)。此方法制備的CIGSe太陽(yáng)能電池效率很高，但由于設(shè)備昂貴，一般學(xué)術(shù)研究領(lǐng)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(yù)制層合金，然后在含有Se的氣氛下退火處理，最終得到滿(mǎn)足化學(xué)計(jì)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(guò)噴涂或旋涂等方法形成預(yù)制層薄膜。最后，在惰性氣氛中退火，無(wú)需硒化，即可生成質(zhì)量較好的CIGSe薄膜。重要結(jié)構(gòu)：（1）光陽(yáng)極.納米半導(dǎo)體氧化物薄膜是染料敏化太陽(yáng)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(dǎo)電基底。為了獲得較高光電轉(zhuǎn)換效率的 DSSC，要求光陽(yáng)極薄膜具備多孔結(jié)構(gòu)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(duì)復(fù)合的作用即使電子的分離速率大于復(fù)合速率，保證電子的產(chǎn)生和快速傳輸。目前，在所研究納米半導(dǎo)體光陽(yáng)極薄膜材料中，TiO 2 、良好的光電效應(yīng)、良好的光催化性能及穩(wěn)定的光電化學(xué)性能等優(yōu)良性質(zhì)而成為各國(guó)科研人員研究的重點(diǎn)。[12]（2）染料敏化劑.因?yàn)門(mén)iO2不能直接吸收可見(jiàn)光(380nm780nm)，而染料敏化劑可以幫助半導(dǎo)體Sn02吸收整個(gè)區(qū)域的可見(jiàn)光，以致提高
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