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太陽能電池有哪些類型

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年01月03日  

光電效應原理


光子穿透至PN結附近,能量被電子吸收。若光子能量大于電子的逸出功,電子擺脫束縛成為自由電子,同時產生一個帶正電的空穴。


PN結具有由N指向P的電場,電子向N運動,空穴向P運動。表面電極為負,背電極為正。當與外負載連接時形成電流。


太陽能電池類型


1、單晶硅硅電池


v所謂單晶,指的是太陽能電池內的硅原子結晶非常完整,由單一的結晶構成電池的細胞元。


v由于完整的結晶,自由電子和空穴在內部的移動不會受到阻礙,不容易發生自由電子與空穴復合的情況,所以單晶硅電池效率高。


v由于完整的結晶,硅原子之間的化學鍵非常堅固,不容易因為紫外線破壞化學鍵而產生懸浮鍵,懸浮鍵會阻礙自由電子的移動,甚至捕捉自由電子,造成電流下降。所以單晶硅電池光電轉換效率不易隨時間衰退。


v硅在自然界含量豐富,如沙子、硅石、二氧化硅等,但沙子雜質較多,去除雜質成本較高。


v原料通常選擇雜質含量較低(10%以下)的石英。


v第一步是去除雜質,石英經多道程序后得SiHCl3(三氯氫硅),經氣相沉積(時間成本大)得到純硅,對純硅加以熔化,再冷卻使得硅原子慢慢結晶。冷凝過程中加入硼可以得到P型半導體。冷凝完成后用鉆石鋸切片(此過程浪費材料),完成后在P型半導體表面覆蓋磷并加熱使磷擴散到P型半導體中,原來的P型半導體上層形成N型半導體,形成PN結。


v制造過程花費成本高,所以單晶硅價格昂貴。


2、多晶硅電池


v多晶硅優先考慮成本,其次是效率。


v降低成本方法:


(1)純化過程沒有完全去除雜質;


(2)快速結晶;


(3)避免切片造成的浪費。


v制造工藝不同導致結晶構造不同,多晶硅的結晶顆粒較小,化學鍵不牢,存在許多懸浮鍵。v光電轉換效率下降,且效率會隨著時間衰減。


3、非晶硅電池


v材料選用SiH4(四氫化硅),雖然該材料吸光效果和光導效果很好,但其結晶構造比多晶硅還差。


v存在問題:懸浮鍵較多,自由電子與空穴復合的速率非常快;結晶構造不規則阻礙電子、空穴移動,使得擴散范圍變短。v解決方法:非晶硅電池做的很薄,減少自由電子和空穴復合


v非晶硅電池最大優點成本低,缺點是效率低且隨時間衰減。


v廣泛使用小功率市場,在發電市場不具競爭力。

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