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太阳能光伏电池有哪些
返回列表 来源: 发布日期: 2020.03.11 浏览次数:

太阳能光伏电池主要包括单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池、化合物太阳能电池等;按种类可分为晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池。

 

1 晶硅太阳能电池

        晶硅太阳能电池主要分为单晶硅太阳能电池和多晶硅太阳能电池。单晶硅太阳能电池是以高纯的单晶硅棒为原料的太阳能电池,是当前开发得最快的一种太阳能电池。华东师范大学的游金钏通过对单晶硅太阳能电池多孔硅层和绒面结构的研究,运用三维PN结,使得单晶硅太阳能电池的效率由16.9 增长到20.3%。东方电气的张小宾等人在N 型单晶硅太阳能电池中加入关键的工艺技术-硼掺杂,制成正面效率为17.0%、背面效率为14.7%的双面N 型单晶硅太阳能电池,且其综合效率在实验室最高可达到20.2%。多晶硅太阳能电池与单晶硅太阳能电池类似,其优点有:兼具了单晶硅电池的高转换效率和长寿命以及成本远低于单晶硅电池,但是多晶硅太阳能电池的转换效率一般稍低于单晶硅太阳电池。中科大的王庆钱通过对多晶硅太阳能电池制造的整线的选择发射极工艺的优化,使得多晶硅太阳能的整体效率提高0.8 个百分点,并且使行业的最高效率达到17.80%,成本下降超过5%。     

 

2 薄膜太阳能电池

        薄膜太阳能电池是指用单质元素、有机材料或者无机化合物等制作的薄膜为基体材料的太阳能电池,主要包括非晶硅薄膜太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池、化合物薄膜太阳能电池、聚合物薄膜太阳能电池以及染料敏化薄膜太阳能电池。

        非晶硅薄膜太阳能电池是将非晶硅以薄膜的形式沉积在载体上形成的电池结构,载体通常选用一些耐腐蚀的材料,例如陶瓷、玻璃等,它与传统的晶硅太阳能电池比较,具有造价低、质量轻、吸光率高等优点。北京邮电大学的尹永鑫通过前段凹槽结构是设计,使得非晶硅薄膜太阳能电池对光具有极强的太阳能不敏感性(入射角在-60°到60°)的同时吸收率仍能保持在60%以上。南京理工大学的肖华鹏通过在铝衬底上制造纳米凹坑来提高非晶硅薄膜太阳能电池的吸光率,实验结果表明即使在120°的入射光范围内,太阳能电池的吸光率仍能达到初始效率的92.4%。

        多晶硅薄膜太阳能电池具有非晶硅太阳能电池的造价低、质量轻等优点,同时也克服了非晶硅太阳能电池光学衰减的问题,具有高转换效率的潜力,在未来有很好的发展前景。现在国内主要在研究多晶硅薄膜电池的制造工艺上,王成龙等人QCGE AIC 方法制备多晶硅薄膜太阳能电池,在实验中发现多晶硅薄膜中铝掺杂浓度依赖于制备过程中退火温度和退火模式。宁波大学的翟小利通过对不同退火工艺的研究,发现采用RTA退火与常规退火相比减少了时间同时制造的产品也具有常规退火方式的性能。

        化合物薄膜太阳电池主要包括铜铟镓硒薄膜太阳能电池、碲化镉薄膜太阳能电池、砷化镓薄膜太阳能电池以及铜锌锡硫薄膜太阳能电池等。铜铟镓硒薄膜太阳能电池具有节省原材料、抗辐射能力强、使用寿命长等优点,具有很好的应用前景。浙江大学的童君通过对“三步法”共蒸发制备吸收层铜铟镓硒薄膜工艺进行探索和优化,制备出效率达到17.67%的小面积太阳能电池。碲化镉薄膜太阳能电池具有光电转化效率高(理论最高效率可达到30%)、材料消耗少(薄膜厚度在几微米之间)、制备过程简单等优点。中国科技大学的白治中运用新型的CdCl2蒸汽热处理技术来制备碲化镉薄膜太阳能电池,可使其转化效率达到12.4%。砷化镓薄膜太阳能电池具有较高的光电转化效率、理想的吸收效率以及抗辐射能力强等优点。郝宇等人通过对砷化镓吸收层的研究,设计出两种新型的吸收层,在填充比为0.675 的单独砷化镓吸收层效率最高可提高55.9%。铜锌锡硫薄膜太阳能电池具有光电转换效率高、耗材少、无毒、原材料丰富、适合大规模生产等优点;但由于其制备过程中化合物薄膜中各种元素的含量难以控制,所以到目前为止我国还停留在研究其制备方法的阶段。

        聚合物薄膜太阳能电池具有易加工、质量轻、材料易得、环境污染少等优点。华东理工大学的李永玺通过对聚合物PCPDT(EH)-FBT 的研究,运用不同的试验方法,最高可使光电转化效率达到8.2%。吉林大学的徐洋在研究半透明聚合物薄膜太阳能电池方面取得了不错的进展,对于(WO3/LiF)8 的一组光伏器件,在450nm 到600nm的波长范围内获得了近26.3%的效率的提高。

        染料敏化薄膜太阳能电池具有制作工艺简单、光电转化效率高以及成本低等优点,在未来有很大的发展潜力。罗军等人利用多功能层TiO2薄膜增强技术,可使染料敏化太阳能电池的光电转化效率提升至5.29%,电流密度达到11.7mA/cm2。秦艺颖等人通过对溶胶-水热法制备转换TiO2:Sm3+纳米粉体的研究,发现TiO2:Sm3+转换纳米粉体不仅将燃料敏化电池的光电转化效率从4.04%提高到4.99%(效率提高了23.5%),并且拓宽了电池光谱响应范围,增大了光利用率。

 


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