什么叫太阳能电池的吸收系数(太阳能电池吸收材料选择的标准有)

什么叫太阳能电池的吸收系数?最近有很多老铁都十分关心这个问题。还有网友想了解太阳能电池吸收材料选择的标准有。对此,碳百科收集了相关的教程,希望能给你带来帮助。

一、硅基类薄膜太阳能电池

硅基类薄膜太阳能电池根据材料具体可以分为非晶硅、多晶硅以及微晶硅薄膜太阳能电池。其中,非晶硅薄膜太阳能电池因以玻璃、不锈钢等为衬底而研制出来的,所以被认为是现阶段环保能最好的电池。它的研究开始于1976 年,随后在全世界范围内引起了重要影响。

非晶硅薄膜太阳能电池具有质量轻,光吸收好,耐高温等特点,其中, Villar.F 等通过 HWCVD 方法制备了效率为 4.6% 的非晶硅薄膜电池;日本三菱重工也研制出面积达到 1.4米 *1.1 米、效率为 8% 的高效太阳能电池;现阶段,非晶硅薄膜太阳能光电效率最高可达9.5%。国内对其进行研究则开始于上世纪八十年代,研制出面积分别为 0.01 米 *0.01 米与 0.3米 *0.3 米的单结非晶硅薄膜太阳能电池。但非晶硅材料也存在一些不足,如转换效率低、光照稳定差等,经研究发现可通过采用多带隙多结叠层、减少 i 层厚度以及减少光反射率等方法,来提高了光照稳定及转换效率。

多晶硅薄膜太阳能电池不仅具有晶体硅太阳能电池的高效率及稳定,而且具有材料用量少,生产成本低的优势。日本 Kaneka公司利用 PECVD 工艺在玻璃基板上制备了厚约 2μm 的 p-i-n 型多晶硅太阳能电池,效率为12%;日本京工陶瓷公司在后来研制出面积为 0.15 米 *0.15 米的电池,效率达到 17%。国内对其研究开始于 1996 年,效率目前达到了13.6%。

微晶硅薄膜太阳能电池具有制备工艺与非晶硅薄膜电池兼容、光谱响应宽及基本没有光致衰退的特点。 1994 年 Meier 等通过 VHFPECVD 工艺研制出厚约 1.7μm、面积约 0.25cm2的微晶硅电池,效率达到 4.6%。国内南开大学通过 VHF-PECVD 技术,研制出沉积速率为1.2nm/s 的电池,效率可达 6.3%。但目前微晶硅薄膜太阳能电池的沉积速率较低,因此需要作进一步研究。

二、化合物类薄膜太阳能电池

化合物半导体材料大多为直接带隙,而且禁带宽度大,因此采用化合物制备的薄膜太阳能电池具有光吸收系数大、抗辐射能良好以及温度系数小等特点。化合物类薄膜太阳能电池主要包括砷化镓、碲化镉以及铜铟硒三种薄膜太阳能电池。其中以铜铟硒薄膜太阳能电池最具代表,对其研究开始于上世纪 70 年代,波音公司通过真空蒸发研制出铜铟硒薄膜太阳能电池,效率达到 9%。研究发现,往铜铟硒薄膜太阳能电池里掺入镓、硫等材料,能调节禁带宽度,从而提高转换效率。美国 NREL 基于三步共蒸发法,获得了 19.9% 的效率,并一直保持世界纪录;直到 2010 年,德国 ZSW 基于蒸发法,将效率提高到 20.3%。国内南开大学通过蒸发硒化法也获得了14%的效率。但是,所用的铟和硒均是稀有元素,难以满足大规模生产,因此寻找廉价的替代元素成为了研究热点。

三、染料敏化薄膜太阳能电池

染料敏化薄膜太阳能电池是模仿光合作用所研制出的光电化学电池,具有成本低、工艺简单、质量轻及效率高等特点。 1991 年,M.Gr?tzel 的研究小组研制出了效率为 7.1% 的染料敏化电池;在 2005 年, M.Gr?tzel 等人又将效率提高到 12.3%。国内在染料敏化薄膜太阳能电池上的研究也已接近世界先进水平,小面积电池效率为 11%,同时,长春应化所开发出的 C101 染料可获得 9% 的效率。但是在转换效率、耐久及稳定方面还有很大的发展空间,因此,寻找低成本、能好的染料仍然为当前研究重点。

四、总结

综上所述,以上三种薄膜太阳能电池都有各自的特点,相信随着研究的广泛开展,在不久的将来,这些薄膜太阳能电池都会有新的技术突破,获得更高的转换效率,并被广泛应用到人们日常生活中,减少环境污染的同时也减少不可再生能源的消耗。

来源:光伏标准及技术

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