第3章 太阳电池原理与结构.pptVIP

第3章 太阳电池的原理及结构 量猾堑柑韩兑伪浇豹诌怪沟谴变聪印齿抄玉枫缝某摆被萝隙旧沈敞呐肺鹃第3章 太阳电池原理与结构第3章 太阳电池原理与结构 主要内容： 太阳能电池的原理及结构 硅太阳能电池的结构及制备工艺 薄膜太阳能电池的结构及制备工艺 巩连吵辣愿檬菠俘惰和剔瘦按彪届陪铃煮恩泛纲吉直笑佑溉阁仓渺呆钝勋第3章 太阳电池原理与结构第3章 太阳电池原理与结构 3.1 太阳能电池的原理及结构 3.1.1 太阳电池原理——光生伏特效应 半导体材料的本征光吸收：光照到半导体材料上时，价带中的电子吸收的能量大于禁带宽度，那么电子会由价带跃迁到导带，产生电子空穴对，称为本征吸收。——光电导现象 光吸收：光照射到物体上，有一部分会被物体吸收，如果入射光的能量为I0，则在距离物体表面x处的光的能量为： 本征吸收条件： 本征吸收限： 剃袄部懈掐邯皆孙傈噪仟谜势棵屑醋未堪短罢帖讯塞郭春贸苔内妓兽账粱第3章 太阳电池原理与结构第3章 太阳电池原理与结构 p-n结光生伏特效应: 俞江兑束至槽焊浙妒阂婿毅髓义狭珊闹谨泉巫仍该遵茎柠孟拂谬休疗束帝第3章 太阳电池原理与结构第3章 太阳电池原理与结构 P N EF qV0 q(V0-V) 光生电流 正向电流 屉翅裕厂枢愿诵剃理诡噎迟陈贷拭蔗蕾沙朽滴胰幸暗豢辙纂叹呜滔窃原澜第3章 太阳电池原理与结构第3章 太阳电池原理与结构 正向电流 输出电流 电流电压特性 等效电路： R 投穴乙租淑稚颊闰碴薄京砖薛戮操奇把伍康虑使尔纠喊渝铆称者虹红编失第3章 太阳电池原理与结构第3章 太阳电池原理与结构 上图分别是无光照和有光照时的光电池的伏安特性曲线 开路电压： 短路电流： 反离巷灭架将寓拖暇懒慈售谦嫩诌峻泉委酝喀馆兴差头拌版壕骤齐膏俭愚第3章 太阳电池原理与结构第3章 太阳电池原理与结构 入射光子被吸收产生电子-空穴对 hγ＞ Eg 电子-空穴对在复合之前被分开 p-n结存在内建电场 分开的电子和空穴传输至负载 连接导线 从上面的分析可以看出，任何光伏组件如要成功运作，其必须具有以下三个条件： 胰冻喘贬帖录钩桂冤匀肇终现卖旧压恫尘斑淫弱夯拢黍笋披厦夯仑烙石技第3章 太阳电池原理与结构第3章 太阳电池原理与结构 3.1.2 表征太阳能电池的参数 I = IF-IL 由光电池的伏安特性曲线，可以得到描述太阳能电池的四个输出参数。 焕庙棺蔷彰赐却畦竞谴售图盯乾恒吐伟锋鉴兹封恤吠堵故讥贿综谴识咨驳第3章 太阳电池原理与结构第3章 太阳电池原理与结构 在p-n结开路情况下（R=∞），此时pn结两端的电压即为开路电压Voc。 这时，I=0，即：IL=IF。将I=0代入光电池的电流电压方程，得开路电压为： １.开路电压Voc 2.短路电流Isc 如将pn结短路（V=0），因而IF=0，这时所得的电流为短路电流Isc。显然，短路电流等于光生电流，即： 设淌表辽化丙旭脆曳宇泪畅兑惮洪洛韶荷毋忌绑维嗓彦除剧嵌喧粟恍士缎第3章 太阳电池原理与结构第3章 太阳电池原理与结构 ３.填充因子FF 在光电池的伏安特性曲线任一工作点上的输出功率等于该点所对应的矩形面积，其中只有一点是输出最大功率，称为最佳工作点，该点的电压和电流分别称为最佳工作电压Vop和最佳工作电流Iop。 填充因子定义为： FF =VopIop/VocIsc= Pmax/VocIsc 它表示了最大输出功率点所对应的矩形面积在Voc和Isc所组成的矩形面积中所占的百分比。特性好的太阳能电池就是能获得较大功率输出的太阳能电池，也就是Voc，Isc和FF乘积较大的电池。对于有合适效率的电池，该值应在0.70-0.85范围之内。 探嫉揉援允幸喳颅饲被楞肚辖童另吾毯懒疼等车循阑卞动迅惑逮钓两砧酞第3章 太阳电池原理与结构第3章 太阳电池原理与结构 ４.太阳能电池的光电转化效率η η=（太阳能电池的输出功率/入射的太阳光功率）x100% = （Vop x Iop/Pin x S）X100% = Voc•Isc•FF/Pin • S 其中Pin是入射光的能量密度，S为太阳能电池的面积. 表示入射的太阳光能量有多少能转换为有效的电能。即： 谁休奴捆悔繁尧靶孩坠孜匡肚缝奉每腻梁屡伐烷轴索惮曾摈问幢妄铆在姨第3章 太阳电池原理与结构第3章 太阳电池原理与结构 能量hν大于材料的禁带宽度Eg，被材料吸收而激发电子-空穴对，最大短路电流值显然仅与材料带隙Eg有关，其关系如图所示。 短路电流Isc的考虑： 在AMO和AM1.5光照射下的最大短路电流值 影响太阳能电池转化效率的因素： 刁水棋斌样诺陪斗户庸险痞珊奈豫惮孕彭过票盈筹郁丧迅佯藤俗价慕冈诅第3章 太阳电池原理与结构第3章 太阳