【正文】 物理學(xué)上把這樣的彩色光帶（各色光按頻率或波長大小的次序排列成的光帶圖）叫做太陽光譜，這樣的可見光譜（約 400760nm），只占太陽光譜中的微小部分。 任何地點(diǎn)的大氣光學(xué)質(zhì)量可以由下列公式估算： AM=[1+(s/h)2]1/2 如圖所示， s是高度為 h的豎直桿的投影長度。 90 ozs????高度角與天頂角的關(guān)系為： OLED研發(fā)中心 電子科技大學(xué) OLED研發(fā)中心 五、太陽輻射（參數(shù)） 當(dāng) θz=0o時(shí)，大氣光學(xué)質(zhì)量等于 1或稱 AM1； 當(dāng) θz=60o時(shí)，則是大氣光學(xué)質(zhì)量是 2或 AM2的情況。 OLED研發(fā)中心 電子科技大學(xué) OLED研發(fā)中心 五、太陽輻射（參數(shù)） 2．大氣質(zhì)量 m （ 1）天頂角 ?z 天頂角就是太陽光線 OP與地平面法線 QP之間的夾角。 大氣質(zhì)量的示意圖 OLED研發(fā)中心 電子科技大學(xué) OLED研發(fā)中心 五、太陽輻射（參數(shù)） 2．大氣質(zhì)量 m 大氣質(zhì)量的示意圖 大氣質(zhì)量越大，說明光線經(jīng)過大氣的路程越長，受到衰減越多，到達(dá)地面的能量就越少。太陽在其他位置時(shí)，大氣質(zhì)量都大于 1，如m=，通常寫成 。并假定在 1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓和 0℃ 時(shí)，海平面上太陽光線垂直入射時(shí) m=1。 OLED研發(fā)中心 電子科技大學(xué) OLED研發(fā)中心 五、太陽輻射（參數(shù)） 2．大氣質(zhì)量 m 太陽與天頂軸重合時(shí)，太陽光線穿過一個(gè)地球大氣層的厚度，路程最短。 7W/m2。 OLED研發(fā)中心 電子科技大學(xué) OLED研發(fā)中心 五、太陽輻射（參數(shù)） 1．太陽常數(shù) 在地球大氣層之外，平均日地距離處，垂直于太陽光方向的單位面積上所獲得太陽輻射能基本上是一個(gè)常數(shù)，這個(gè)輻照度稱為太陽常數(shù)，或稱大氣質(zhì)量 0(AM0)的輻射。這些能量以電磁波的形式，以 105 km/s的速度穿越太空射向四面八方。 (3)目前價(jià)格仍較貴，為常規(guī)發(fā)電的 5～ 15倍，初始投資高。 正午時(shí)太陽輻射的輻照度最大，在垂直于太陽光方向 1平方米面積上接收到的太陽能平均有 1000W左右；若按全年日夜平均，則只有 200W左右。 到達(dá)某一地面的太陽輻照度既是間斷的，又是不穩(wěn)定的，這給太陽能的大規(guī)模應(yīng)用增加了難度。 (6)太陽能電池系統(tǒng)建設(shè)周期短，方便靈活，而且可以根據(jù)負(fù)荷的增減，任意添加或減少太陽電池方陣容量，避免浪費(fèi)。 OLED研發(fā)中心 電子科技大學(xué) OLED研發(fā)中心 三、太陽能電池的主要優(yōu)點(diǎn) (4)太陽能電池沒有運(yùn)動(dòng)部件，不易損壞，維護(hù)簡單，特別適合于無人值守情況下使用。 (2)太陽能隨處可得，可就近供電，不必長距離輸送，避免了長距離輸電線路的損失。 只要在全球 4%的沙漠上安裝太陽能光伏系統(tǒng)，所發(fā)電力就可以滿足全球的需要。 結(jié)論：對于太陽電池而言，禁帶寬度有著舉足輕重的影響，禁帶寬度越大，可供利用的太陽能就越少，它使每種太陽電池對所吸收光的波長都有一定的限制。 ghCE? ?OLED研發(fā)中心 電子科技大學(xué) OLED研發(fā)中心 二、太陽能電池的工作原理 不同的半導(dǎo)體材料由于禁帶寬度不同，要求用來激發(fā)電子一空穴對的光子能量也不一樣。 OLED研發(fā)中心 電子科技大學(xué) OLED研發(fā)中心 二、太陽能電池的工作原理 半導(dǎo)體的內(nèi)光電效應(yīng) 由于 C=νλ，其中 C為光速， λ是光波波長， 式可改寫為 ，即 ghE? ? 這表示光子的波長只有滿足上式的要求，才能產(chǎn)生電子一空穴對。 OLED研發(fā)中心 電子科技大學(xué) OLED研發(fā)中心 二、太陽能電池的工作原理 半導(dǎo)體的內(nèi)光電效應(yīng) 當(dāng)半導(dǎo)體的表面受到太陽光照射時(shí)，如果其中有些光子的能量大于或等于半導(dǎo)體的禁帶寬度，就能使電子掙脫原子核的束縛，在半導(dǎo)體中產(chǎn)生大量的電子一空穴對，這種現(xiàn)象稱為半導(dǎo)體內(nèi)光電效應(yīng) 。 OLED研發(fā)中心 電子科技大學(xué) OLED研發(fā)中心 二、太陽能電池的工作原理 1. 外光電效應(yīng) 在光的作用下，物體內(nèi)的電子逸出物體表面向外發(fā)射的現(xiàn)象叫做外光電效應(yīng)。這類光致電變的現(xiàn)象統(tǒng)稱為光電效應(yīng)（ Photoelectric effect）。 簡單講，主要是以半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)，利用光照產(chǎn)生電子 空穴對，在 PN結(jié)上可以產(chǎn)生光電流和光電壓的現(xiàn)象（ 光伏效應(yīng) ），從而實(shí)現(xiàn)太陽能光電轉(zhuǎn)換的目的。OLED研發(fā)中心 電子科技大學(xué) OLED研發(fā)中心 能源光電子器件設(shè)計(jì) 主講： 光電學(xué)院 鐘 建 OLED研發(fā)中心 電子科技大學(xué) OLED研發(fā)中心 專題一、太陽能電池概述 OLED研發(fā)中心 電子科技大學(xué) OLED研發(fā)中心 . 課程安排 一、課堂教學(xué)（ 46學(xué)時(shí)） 二、專題討論（ 24學(xué)時(shí)） 四、總結(jié)報(bào)告（ 24學(xué)時(shí)） 三、 器件制備（ 68學(xué)時(shí)） OLED研發(fā)中心 電子科技大學(xué) OLED研發(fā)中心 . 參考書目 太陽能光伏系統(tǒng)概論，車孝軒，武漢大學(xué)出版社， ； 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工， 劉樹民，宏偉譯，科學(xué)出版社， ； 太陽能光伏電池及其應(yīng)用， 張紅梅，崔曉華譯，科學(xué)出版社， . OLED研發(fā)中心 電子科技大學(xué) OLED研發(fā)中心 . 提綱 一、太陽能電池的應(yīng)用 二、太陽能電池的工作原理 四、太陽能電池的主要缺點(diǎn) 三、 太陽能電池的主要優(yōu)點(diǎn) 五、太陽輻射 六、太陽能儲(chǔ)存方式 OLED研發(fā)中心 電子科技大學(xué) OLED研發(fā)中心 一、太陽能電池的應(yīng)用 （ 10KW光伏發(fā)電組） OLED研發(fā)中心 電子科技大學(xué) OLED研發(fā)中心 太陽能服飾 OLED研發(fā)中心 電子科技大學(xué) OLED研發(fā)中心 太陽能在沙漠地區(qū)的運(yùn)用 OLED研發(fā)中心 電子科技大學(xué) OLED研發(fā)中心 二、太陽能電池的工作原理 太陽能電池的工作原理是內(nèi)光電效應(yīng)。 光伏發(fā)電的本質(zhì)是“光 電轉(zhuǎn)換”。 OLED研發(fā)中心 電子科技大學(xué) OLED研發(fā)中心 二、太陽能電池的工作原理 光電效應(yīng)概述 光照射到某些物質(zhì)上，引起物質(zhì)的電性質(zhì)發(fā)生變化，也就是光能量轉(zhuǎn)換成電能。 光電效應(yīng)分為：外光電效應(yīng)和內(nèi)光電效應(yīng)。 內(nèi)光電效應(yīng)是被光激發(fā)所產(chǎn)生的載流子（自由電子或空穴）仍在物質(zhì)內(nèi)部運(yùn)動(dòng)，使物質(zhì)的電導(dǎo)率發(fā)生變化或產(chǎn)生光生伏特的現(xiàn)象。 OLED研發(fā)中心 電子科技大學(xué) OLED研發(fā)中心 二、太陽能電池的工作原理 半導(dǎo)體的內(nèi)光電效應(yīng) 太陽能電池就是依靠內(nèi)光電效應(yīng)把光能轉(zhuǎn)化為電能的，因此實(shí)現(xiàn)內(nèi)光電效應(yīng)的條件是所吸收的光子能量要大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，即 ghE? ?式中 hν——光子能量； h——普朗克常數(shù)； ν——光波頻率： Eg——半導(dǎo)體材料的禁帶寬度。通常將該波長稱為截止波長，用 λg表示，波長大于 λg的光子就不能產(chǎn)生載流子。 同一塊半導(dǎo)體材料中，超過禁帶寬度的光子被吸收以后轉(zhuǎn)化為電能，而能量小于禁帶寬度的光子被半導(dǎo)體吸收以后則轉(zhuǎn)化為熱能，不能產(chǎn)生電子一空穴對，只能使半導(dǎo)體的溫度升高。 OLED研發(fā)中心 電子科技大學(xué) OLED研發(fā)中心 三、 太陽能電池的主要優(yōu)點(diǎn) (1)太陽能取之不盡，用之不竭，地球表面接受的太陽輻射能，足夠滿足目前全球能源需求的數(shù)萬倍。 太陽能電池安全可靠。 (3)太陽能不用燃料，運(yùn)行成本很低。 (5)太陽能電池不產(chǎn)生任何廢棄物，沒有污染、噪聲等公害，對環(huán)境無不良影響，是理想的清潔能源。 OLED研發(fā)中心