1太阳光的光谱分析
太阳光谱的能量分布曲线:能量为纵坐标、波长为横坐标
尽管太阳辐射的波长范围很宽,但绝大部分的能量却集中在022-4微米的波段内,占总能量的99。其中可见光波段约占43,红外波段约占483,紫外波段约占87。而能量分布最大值所对应的波长则是0475微米,属于蓝色光。太阳能电池并不能把任何一种光都同样地转换成电。例如:通常红光转变为电的比例与蓝光转变为电的比例是不同的。由于光的颜色(波长)不同,转变为电的比例也不同,这种特性称为光谱特性光谱特性通常用收集效率来表示;所谓收集效率就是用百分数()来表示一单位的光(一个光子)入射到太阳能电池上,产生多少电子(和空穴)。导体(金属)材料中的电子移动受到的反作用力大,产生的自由电子少,电子要剥离需要克服表明势能,而金属表面势能较大,光子激发的电子能量小,无法提供剥离的能量,所以不适合作为光伏电池的材料;对于半导体材料:隙比较适合太阳光谱范围的材料普遍在元素周期表的Ⅳ族、ⅡⅥ族、ⅢⅤ族等半导体容易制成PN结,所以适合作为光伏电池的材料;
f1PN结
太阳能电池的结构
2单晶硅
单晶硅太阳能电池通常是以p型Si为衬底,扩散
型杂质,形成如图a所示结构。为取出电流,p型衬底的整个下表面涂银并烧结,以形成银电极,接通两电极即能得到电流。
f3不锈钢衬底非晶硅太阳能电池不锈钢衬底型太阳能电池是在不锈钢衬底上沉积pi
非晶硅层,其上再沉积透明导电薄膜,最后与单晶硅电池一样制备梳状的银收集电极。电池电流从下面的不锈钢和上面的梳状电极引出。
太阳能电池的特性
1光谱特性由于光的颜色波长不同太阳能电池板将光转变为电的比例也是不同的,而这种不同
也就是所谓的光谱特性。一单晶硅太阳能电池的光谱特性:
单晶硅太阳能电池的特性就是对于大于07um的红外光有一定的灵敏度。就拿p型单晶硅为衬底,其上扩散
型杂质的太阳能电池和
型单晶硅为衬底的太阳能电池相比,它的光谱特性的峰值户更加的偏向左边。
二化合物半导体太阳能电池的光谱特性:化合物半导体太阳能电池种类繁多,因此它的光谱特性也是各种各样,最常见的GaAsGaAlAs太阳能电池的光谱特性,它在短波长一侧的收集效率是较高的。
三非晶硅太阳能电池的光谱特性:非晶硅太阳能电池的光谱特性就是随着它的材料的组成以及结构、膜厚等因素的变化从而有着很大的不同。前面所示的是典型的非晶硅太阳能电池的光谱特性。非晶硅薄膜的带隙是17eV,它r