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视频介绍
一、太阳能电池的分类(按所用材料成分):
1、硅系太阳能电池
(1)单晶硅太阳能电池
(2)多晶硅薄膜太阳能电池
(3)非晶硅薄膜太阳能电池
2、多元化合物薄膜太阳能电池
(1)砷化镓III-V化合物
(2)硫化镉
(3)铜铟硒
3、有机薄膜太阳能电池
4、染料敏化天阳能电池
二、太阳能电池的分类(按材料成分):
1、无机太阳能电池
(1)半导体硅(单晶、多晶、非晶、复合型等)
(2)化合物半导体(GaAs、CuInSe2、CdTe、InP)
2、有机太阳能电池
(1)有机半导体(酞菁铜、聚噻吩、聚对苯已撑等)
(2)染料米花太阳能电池(染料+纳米TiO2等)
三、各类太阳能电池的研究状况
1、硅
单电池效率8-24%
优点:效率高
缺点:成本高
2、无机化合物
单电池效率:10-32%
优点:效率高
缺点:原料
3、染料敏化
单电池效率:8-11%
优点:成本低
缺点:电解液(密封困难技术难度大。目前开发固态电解液,但电池效率低)
4、有机薄膜
单电池效率:3-8.5%
优点:成本低柔性
缺点:效率低
四、无机太阳能电池性能及应用
1、单晶硅
禁带跨度(eV)1.12
转换效率:24.4
应用实况:用于空间及地面太阳能电池
2、多晶硅
禁带跨度(eV)1.12
转换效率:18
应用实况:与单晶硅占市场70-80%
3、非精硅
禁带跨度(eV)1.5-2.0
转换效率:13
应用实况:占市场10-20%消费电子、能源
4、复合型
转换效率:17.3
应用实况:已商业化
5、CdTe
禁带跨度(eV)1.44
转换效率:15
应用实况:与CdS结合构成的太阳电池已商业化
6、CuInSe2
禁带跨度(eV)1.04
转换效率:17
应用实况:探索大面积应用批量生产技术
7、GaAs
禁带跨度(eV)1.42
转换效率:37.4
应用实况:已开始用于空间太阳能电池
8、InP
禁带跨度(eV)1.35
转换效率:19.1
应用实况:耐辐射性能优异,处于研究开发阶段
五、有机太阳能电池
1、工作原理:有机半导体产生的电子和空穴束缚在激子(excitons)之中,电子和空穴在界面(电极和导电聚合物的结合处)上分离。
特点:价格低易成形、通过化学修饰调控性能
2.主要制造商
美国Solarmer公司
美国Konarka公司
3、聚合物电池的受体多数以富勒烯的衍生物为主
4、能带结构:有机材料不能形成很好的晶格,因此没有完美的能带,而是用最高占有态(HOMO)和最低占有态(LUMO)描述。电子和空穴在材料中是跳跃移动。
5、激子:有相互作用的电子空穴对。材料吸收光不直接产生分离的电子空穴对,电子和空穴之间存在相互作用,需要借助外场分离。有机材料中激子扩散距离约为10-20nm。
6、有机激子:Frenkel-type,结合能-1eV,Bohr半径-1nm.
7、无机激子:Wanner-Mott-type,结合能-10meV,Bohr半径-10nm。
7、体异质结:不同类型半导体材料接触形成异质结。有机太阳能电池主要通过混合旋涂的方法制备在空间上n、p两种材料均匀混合,形成的异质结在空间上均匀分布,因此叫体异质结。
8、相:同种材料聚集成相,相是影响体异质结类型太阳能电池效率的关键因素。
视频大小:155M
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