光電池的制備方法與應(yīng)用畢業(yè)設(shè)計(jì)論文word格式-展示頁(yè)
2025-01-27 14:13本頁(yè)面
【正文】 在一定光照條件下，光電池被短路時(shí)所輸出的光電流值稱為短路光電流。硅光電池在一定的光照條件下的光生電動(dòng)勢(shì)稱為開路電壓，開路電壓與入射光照度的特性曲線稱為開路電壓曲線。多晶硅光電池采用價(jià)格低廉的多晶硅作材料，而且可用簡(jiǎn)單的真空涂鍍法制造，其大小不受晶體的大小限制，可制作大面積光電池。單晶硅光電池的轉(zhuǎn)換率一般在10%左右，最高可達(dá)15%~20%。（硅光電池原理結(jié)構(gòu)圖）硅光電池可分為單晶硅光電池和多晶硅光電池，其中本實(shí)驗(yàn)中使用的2DR型硅光電池屬于單晶硅光電池。本實(shí)驗(yàn)僅對(duì)硅光電池的基本特性和簡(jiǎn)單應(yīng)用作基本的了解和研究。它有一系列的優(yōu)點(diǎn)：性能穩(wěn)定，光譜范圍寬，頻率響應(yīng)好，轉(zhuǎn)換效率高，能耐高溫輻射等。它的種類很多，常見的有硒、鍺、硅、砷化鎵、氧化銅、硫化鉈、硫化鎘等。（4）此外，半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力還會(huì)隨所處環(huán)境的電場(chǎng)、磁場(chǎng)、壓力和氣氛的作用等而變化。而金屬的電阻率具有正的溫度系數(shù)，且其隨溫度的變化很慢。（2） 溫度特性：溫度也能顯著改變半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能。雜質(zhì)含量改變能引起載流子濃度變化，半導(dǎo)體材料電阻率隨之發(fā)生很大變化。按導(dǎo)電性強(qiáng)弱，材料一般可分為三大類，即導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體。至今為止，與集成電路一樣，占絕對(duì)主導(dǎo)市場(chǎng)的光電池也是以硅材料為主的。 非晶硅電池占市場(chǎng)份額 %,降為 1999 年的 1/3， CdTe 占 %。具體的發(fā)展時(shí)段如下：1839 法國(guó)實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家 發(fā)現(xiàn)液體的光生伏特效應(yīng),簡(jiǎn)稱為光伏效應(yīng)；1877 和 研究了硒 (Se) 的光伏效應(yīng)，并制作第一片硒太陽(yáng)電池；1883 美國(guó)發(fā)明家 Charles Fritts 描述了第一片硒太陽(yáng)電池的原理；1904 Hallwachs 發(fā)現(xiàn)銅與氧化亞銅 (Cu/Cu2O) 結(jié)合在一起具有光敏特性；1918 波蘭科學(xué)家 Czochralski 發(fā)展生長(zhǎng)單晶硅的提拉法工藝；1921德國(guó)物理學(xué)家愛因斯坦由于1904年提出的解釋光電效應(yīng)的理論獲得諾貝爾（Nobel）物理獎(jiǎng)； 1930 B. Lang 研究氧化亞銅/銅 (Cu/Cu2O) 太陽(yáng)電池，發(fā)表“新型光伏電池”論文；1932 Audobert 和 Stora 發(fā)現(xiàn)硫化鎘 (CdS) 的光伏現(xiàn)象；1953 Wayne 州立大學(xué) Dan Trivich 博士完成基于太陽(yáng)光譜的具有不同帶隙寬度的各 類材料光電轉(zhuǎn)換效率的第一個(gè)理論計(jì)算；1954 RCA 實(shí)驗(yàn)室的 等報(bào)道硫化鎘(CdS) 的光伏現(xiàn)象；(RCA:Radio Corporation of America, 美國(guó)無(wú)線電公司)；1957 Hoffman 電子的單晶硅電池效率達(dá)到 8%； D. M. Chapin， 和 獲得“太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換器件”專利權(quán)；1959 Hoffman 電子實(shí)現(xiàn)可商業(yè)化單晶硅電池效率達(dá)到 10%， 并通過(guò)用網(wǎng)柵電極來(lái)顯著 減少光伏電池串聯(lián)電阻；衛(wèi)星探險(xiǎn)家 6 號(hào)發(fā)射，共用 9600 片電池列陣，每片 2 平方厘米,共約 20W；1972 法國(guó)人在尼日爾一鄉(xiāng)村學(xué)校安裝一個(gè)硫化鎘光伏系統(tǒng)，用于教育電視供電；1997 世界太陽(yáng)電池年產(chǎn)量超過(guò) MW；2001 世界太陽(yáng)電池年產(chǎn)量超過(guò) 399 MW。對(duì)光電池的實(shí)際應(yīng)用起到?jīng)Q定性作用的是美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室三位科學(xué)家關(guān)于單晶硅光電池的研制成功，在光電池發(fā)展史上起到了里程碑的作用。關(guān)鍵詞：硅光電池；光伏發(fā)電；太陽(yáng)能電池目 錄1 光電池的基礎(chǔ) 1 光電池發(fā)展歷史 1 半導(dǎo)體材料與理論 2 半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能 32 硅光電池特性研究 4 硅光電池的基本原理 4 硅光電池的主要特性 5 硅光電池的主要參數(shù)和照度特性 5 硅光電池的負(fù)載特性 5 硅光電池的光譜特性 6 硅光電池的溫度特性 6 硅光電池的特性研究實(shí)驗(yàn) 7 測(cè)量硅光電池的光譜的響應(yīng)特性 7 測(cè)量硅光電池的負(fù)載特性 93 光電池的制造 11 表面絨面化 11 絨面受光面積 11 絨面反射率 12 發(fā)射區(qū)擴(kuò)散 12 SiN鈍化與APCVD淀積TiO2 12 PECVD淀積SiN 13 共燒形成金屬接觸 13 電池片測(cè)試 14 光電池的測(cè)試原理 144 光電池的應(yīng)用 16 光電池的運(yùn)用范圍 16 光電池的種類 17 硅光電池 17 多元化合物薄膜光電池 17 聚合物多層修飾電極型光電池 18 納米晶光電池 18 有機(jī)光電池 18 光電池家庭化的應(yīng)用 18 19 我國(guó)光電池的發(fā)展?fàn)顩r與新進(jìn)展 20總結(jié) 22參考文獻(xiàn) 23致謝 241 光電池的基礎(chǔ) 光電池發(fā)展歷史從1839 （簡(jiǎn)稱光伏現(xiàn)象）算起，光電池已經(jīng)經(jīng)過(guò)了160 多年漫長(zhǎng)的發(fā)展歷史。本論文的書寫旨在掌握當(dāng)前光電池的種類以及主流電池的制備方法、光伏發(fā)電的背景、光伏發(fā)電的原理，在此基礎(chǔ)之上了解相關(guān)的光電池的社會(huì)應(yīng)用。電信學(xué)院光電池的制備方法與應(yīng)用系 部：電子信息工程系 專 業(yè)：光電子技術(shù) 班 級(jí)：光電09303 設(shè) 計(jì) 者：彭超指導(dǎo)教師：宋露露 日期：2012年3月光電池的制備方法與應(yīng)用摘要：光電池又名太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能（光能）是人類取之不盡用之不竭的可再生能源，具有充分的清潔性、絕對(duì)的安全性、相對(duì)的廣泛性、確實(shí)的長(zhǎng)壽命和免維護(hù)性、資源的充足性及潛在的經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn)，在長(zhǎng)期的能源戰(zhàn)略中具有重要地位。本論文設(shè)計(jì)確定了如下的基本思路：1. 硅光電池特性研究；2. 光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的背景；3. 光伏發(fā)電的原理；4. 光電池的制備方法；5. 光電池的社會(huì)應(yīng)用；由于本人水平有限，加之時(shí)間緊迫，不妥之處、疏漏的地方是難免的，敬請(qǐng)老師批評(píng)指正，謝謝。 從總的發(fā)展來(lái)看，基礎(chǔ)研究和技術(shù)進(jìn)步都起到了積極推進(jìn)的作用。 至今為止，光電池的基本結(jié)構(gòu)和機(jī)理沒(méi)有改變，光電池后來(lái)的發(fā)展主要是薄膜電池的研發(fā)， 如非晶硅光電池、CIS光電池、CdTe光電池和納米敏化光電池等，此外主要的是生 產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步，如絲網(wǎng)印刷、多晶硅光電池生產(chǎn)工藝的成功開發(fā)，特別是氮化硅薄膜的減反射和鈍化技術(shù)的建立以及生產(chǎn)工藝的高度自動(dòng)化等。Wu X.,Dhere .,Aibin （CdTe）電池效率達(dá)到 %；單晶硅太陽(yáng)電池售價(jià)約為 3 USD/
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