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引言
1954年Bell实验室研发出第一个单晶硅太阳能电池,效率为6。自此开启了太阳能电池的新纪元。硅系太阳能电池已从单晶,多晶硅发展到非晶硅,从块状发展到薄膜,实现第一代到第二代的的转换。
20世纪后期,各种化合物薄膜电池兴起,呈现欣欣向荣的局面。碲化镉,砷化镓,铜铟镓硒如雨后春笋般地登上舞台。
有机物薄膜电池也不甘寂寞,在沉寂了数年之后也焕发出勃勃生气。
21世纪注定是太阳能利用的新世纪。那么,在诸多太阳能电池中,究竟哪些会脱颖而出,或者说占主导地位呢?
一.太阳能电池的工作原理
太阳能电池发电原理:太阳能电池是一对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种,如:单晶硅,多晶硅,非晶硅,砷化镓,硒铟铜等。它们的发电原理基本相同,现以晶体为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅,形成P-N结。当光线照射太阳能电池表面时,一部分光子被硅材料吸收;光子的能量传递给了硅原子,使电子发生了越迁,成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差,当外部接通电路时,在该电压的作用下,将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质是:光子能量转换成电能的过程。
f晶体硅太阳能电池的制作过程:“硅”是我们这个星球上储藏最丰量的材料之一。自从19世纪科学家们发现了晶体硅的半导体特性后,它几乎改变了一切,甚至人类的思维。20世纪末,我们的生活中处处可见“硅”的身影和作用,晶体硅太阳能电池是近15年来形成产业化最快的。
二.各种太阳能电池的优劣
1.单晶硅太阳能电池
单晶硅太阳能电池是最早实现商业化的一种太阳能电池,商业光电转换效率为16~20。原料硅来源丰富,它的结构和生产工艺已定型产品已广泛用于空间和地面。但用作太阳能电池的不是普通的硅,而是999999的高纯硅。硅的提纯工艺复杂电耗很大在太阳能电池生产总成本中己超过了12。另外,目前冶炼的时候多用煤炭作为燃料,且用改良西门子法提纯硅时会产生大量的硅氯化合物,如果处理不当,将会造成很大的污染,这种情形在中国尤其严重。
2.多晶硅太阳能电池
多晶硅太阳能电池使用的多晶硅材料多半是含有大量单晶颗粒的集合体或用废次单晶硅料和冶金级硅材料熔化浇铸而成。因此成本相对单晶硅来说要小,污染也降低了,但随之而来效率也降低了,商业转换效率大概在12~13。
3.无机薄膜太阳能电池
f由于高纯多晶硅价格飙升,使得晶体硅电池价格上涨,为薄膜太阳能电池带r
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