光伏材料和太陽能電池-文庫吧資料
2025-05-08 06:12本頁面
【正文】 ?要有較高的光電轉(zhuǎn)換效率 ?材料本身對環(huán)境不造成污染 ?材料便于工業(yè)化生產(chǎn)且材料性能穩(wěn)定 六、各類太陽能電池的制造方法及研究狀況 種類 材料 太陽能單電池效率 太陽能電池模塊效率 主要制備方法 優(yōu)點 缺點 硅系太陽能電池 單晶硅 15~24% 13~20% 表面結(jié)構(gòu)化 發(fā)射區(qū)鈍化 分區(qū)摻雜 效率最高 技術(shù)成熟 工藝繁瑣 成本高 多晶硅 a 10~17% 10~15% 化學(xué)氣相沉積法 液相外延法 濺射沉積法 無效率衰退問題 成本遠(yuǎn)低于單晶硅 效率低于單晶硅 非晶硅 8~13% 5~10% 反應(yīng)濺射法 PECVD法 LPCVD法 成本較低 轉(zhuǎn)換效率較高 穩(wěn)定性不高 種類 材料 單電池效率 模塊效率 主要制備方法 優(yōu)點 缺點 多元化合物薄膜太陽能電池 砷化鎵 19~ 32% 23~30% MOVPE和LPE技術(shù) 效率較高 成本較單晶硅低 易于規(guī)模生產(chǎn) 原材料鎘有劇毒 碲化鎘 10~ 15% 7~10% 銅銦硒 10~ 12% 8~10% 真空蒸鍍法和硒化法 價格低廉 性能良好 工藝簡單 原材料來源比較有限 納米晶化學(xué)太陽能電池 8~11% ~8% 溶膠凝膠法 水熱反應(yīng) 濺射法 成本低廉 工藝簡單 性能穩(wěn)定 有機(jī)薄膜太陽能電池 3~5% 處于研發(fā)當(dāng)中 易制作 材料廣泛 成本低 壽命短 七、利用太陽能電池發(fā)電的優(yōu)缺點 優(yōu)點： ? 屬于可再生能源，不必?fù)?dān)心能源枯竭 ? 太陽能本身并不會給地球增加熱負(fù)荷 ? 運(yùn)行過程中低污染、平穩(wěn)無噪音 ? 發(fā)電裝置需要極少的維護(hù) ,壽命可達(dá) 20年 ? 所產(chǎn)生的電力既可供家庭單獨使用也可并入電網(wǎng) ? 用途廣泛 缺點： ?受地域及天氣影響較大 ?由于太陽能分散、密度低，發(fā)電裝置會占去較大的面積 ?光電轉(zhuǎn)化效率低致使發(fā)電成本較傳統(tǒng)方式偏高 八、太陽能電池的展望 ?IIIV族化合物及 銅銦硒 等系由稀有元素所制備，但從材料來源看，這類太陽能電池很難占據(jù)主導(dǎo)地位。 研究進(jìn)展 大日本印刷 印刷方式による有 機(jī) 太 陽電 池を 開発 －フィルム基板で世界最高レベルの 変換効 率 7％を 達(dá) 成－ 色素 増 感太 陽電 池モジュ ー ル 2022年 03月 30日 Supramolecular dyes could boost efficiency in solar cells, say scientists from the UK. Saif Haque, from Imperial College, London, found that supramolecular dyes gave a 25% improvement in performance as pared to conventional, nonsupramolecular dyes. Super solar cells 26 April 2022 太陽光譜圖 ?太陽能電池的發(fā)電原理是基于光伏效應(yīng) (Photovoltaic Effect)由太陽光與材料相互作用而產(chǎn)生電勢。 ?1998年，采用固體有機(jī)空穴傳輸材料的全固態(tài) DSSCs電池研制成功，其單色光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到33%，從而引 起了全世界的關(guān)注。tzel M., Nature, 1991,353,737~740 S + h? ? S* S* ? S+ + e ? CB(TiO2) S+ + A ? S + A A + e(CE) ? A ?1991年，瑞士 Gr228。 無機(jī)硅太陽能電池（左 12%）與有機(jī)薄膜太陽能電池（右 4%） 染料敏化太陽能電池（ DSSCs） 電池結(jié)構(gòu) 陽極： 染料敏化半導(dǎo)體薄膜 TiO 染料 陰極： 鍍鉑的導(dǎo)電玻璃 電解質(zhì)： I3/I O’Regan Gr228。 提供 壓 。tzel, Photoelectrochemical cells, Nature 2022(414), 338 有機(jī)太陽能電池 ? 工作原理 : 有機(jī)半導(dǎo)體產(chǎn)生的電子和空穴束縛在激子(excitons)之中 ,電子和空穴在界面 (電極和導(dǎo)電聚合物的結(jié) 合 處 ) 上 分 離 。 工作原理 無機(jī)太陽能電池研究進(jìn)展 名稱 禁帶寬度 ( e V ) 轉(zhuǎn)換效率 應(yīng)用實況 單晶硅 1 . 1 2 24 .4 用于空間及地面太陽電池 多晶硅 1 . 1 2 18 與單晶硅占市場 7 0 ~ 8 0 % 非晶硅 1 . 5 ~ 2 . 0 13 占市場 1 0 ~ 2 0 % 消費(fèi)電子 , 能源 復(fù)合 型 1 7
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