谁能告诉我太阳能路灯的发电原理

【专家解说】：引言 太阳能类取尽用竭再能源．清洁能源产任何环境污染太阳能效利用；阳能光电利用近些发展快具力研究领域 其受瞩目项目研制发太阳能电池制作太阳能电池主要半导体材料基础其工作原理利用光电材料吸收光能发光电于转换反应根据所用材料同太阳能电池：1、硅太阳能电池；2、机盐砷化镓III-V化合物、硫化镉、铜铟硒等元化合物材料电池；3、功能高材料制备阳能电池；4、纳米晶太阳能电池等论何种材料制作电池太阳能电池材料般要求：1、半导体材料禁带能太宽；②要较高光电转换效率：3、材料本身环境造污染；4、材料便于工业化产且材料性能稳定基于几面考虑硅理想太阳能电池材料太阳能电池硅材料主主要原随着新材料断发相关技术发展其村料基础太阳能电池愈愈显示诱前景本文简要综述太阳能电池种类及其研究现状并讨论太阳能电池发展及趋势 1 硅系太阳能电池 1.1 单晶硅太阳能电池 硅系列太阳能电池单晶硅阳能电池转换效率高技术熟高性能单晶硅电池建立高质量单晶硅材料相关热加工处理工艺基础现单晶硅电工艺近熟电池制作般都采用表面织构化、发射区钝化、区掺杂等技术发电池主要平面单晶硅电池刻槽埋栅电极单晶硅电池提高转化效率主要靠单晶硅表面微结构处理区掺杂工艺面德夫朗霍费费莱堡太阳能系统研究所保持着世界领先水平该研究所采用光刻照相技术电池表面织构化制倒金字塔结构并表面13nm厚氧化物钝化层与两层减反射涂层相结合．通改进电镀程增加栅极宽度高度比率：通制电池转化效率超23%值达23．3％Kyocera公司制备面积（225cm2）单电晶太阳能电池转换效率19．44%内北京太阳能研究所积极进行高效晶体硅太阳能电池研究发研制平面高效单晶硅电池（2cm X 2cm）转换效率达19.79%刻槽埋栅电极晶体硅电池（5cm X 5cm）转换效率达8.6% 单晶硅太阳能电池转换效率疑高规模应用工业产仍占据主导位由于受单晶硅材料价格及相应繁琐电池工艺影响致使单晶硅本价格居高要想幅度降低其本非困难节省高质量材料寻找单晶硅电池替代产品现发展薄膜太阳能电池其晶硅薄膜太阳能电池非晶硅薄膜太阳能电池典型代表 1．2 晶硅薄膜太阳能电池 通晶体硅太阳能电池厚度350～450μm高质量硅片制种硅片提拉或浇铸硅锭锯割实际消耗硅材料更节省材料70代期始廉价衬底沉积晶硅薄膜由于硅膜晶粒未能制价值太阳能电池获尺寸晶粒薄膜直没停止研究并提目前制备晶硅薄膜电池采用化气相沉积包括低压化气相沉积（LPCVD）等离增强化气相沉积（PECVD）工艺外液相外延（LPPE）溅射沉积用制备晶硅薄膜电池 化气相沉积主要SiH2Cl2、SiHCl3、Sicl4或SiH4,反应气体,定保护气氛反应硅原并沉积加热衬底衬底材料般选用Si、SiO2、Si3N4等研究发现非硅衬底难形较晶粒,并且容易晶粒间形空隙解决问题办先用 LPCVD衬底沉炽层较薄非晶硅层再层非晶硅层退火较晶粒再层籽晶沉积厚晶硅薄膜再结晶技术疑重要环节目前采用技术主要固相结晶区熔再结晶晶硅薄膜电池除采用再结晶工艺外另外采用几乎所制备单晶硅太阳能电池技术制太阳能电池转换效率明显提高德费莱堡太阳能研究所采用区馆再结晶技术FZ Si衬底制晶硅电池转换效率19％本三菱公司用该制备电池效率达16.42% 液相外延（LPE）原理通硅熔融母体降低温度析硅膜美Astropower公司采用LPE制备电池效率达12．2％光电发展技术陈哲良采用液相外延冶金级硅片硅晶粒并设计种类似于晶体硅薄膜太阳能电池新型太阳能电池称硅粒太阳能电池关性能面报道未见 晶硅薄膜电池由于所使用硅远较单晶硅少效率衰退问题并且能廉价衬底材料制备其本远低于单晶硅电池效率高于非晶硅薄膜电池晶硅薄膜电池久太阳能电市场占据主导位 1.3 非晶硅薄膜太阳能电池 发太阳能电池两关键问题：提高转换效率 降低本由于非晶硅薄膜太阳能电池本低便于规模产普遍受重视并迅速发展其实早70代初Carlson等已经始非晶硅电池研制工作,近几研制工作迅速发展,目前世界许家公司产该种电池产品 非晶硅作太阳能材料尽管种电池材料由于其光带隙1.7eV, 使材料本身太阳辐射光谱波区域敏限制非晶硅太阳能电池转换效率外其光电效率随着光照间延续衰减即所谓光致衰退SW效应使电池性能稳定解决些问题径制备叠层太阳能电池叠层太阳能电池由制备p、i、n层单结太阳能电池再沉积或P-i-n电池制叠层太阳能电池提高转换效率、解决单结电池稳定性关键问题于：①同禁带宽度材科组台起提高光谱响应范围；②顶电池i层较薄光照产电场强度变化保证i层光载流抽；③底电池产载流约单电池半光致衰退效应减；④叠层太阳能电池各电池串联起 非晶硅薄膜太阳能电池制备其包括反应溅射、PECVD、LPCVD等反应原料气体H2稀释SiH4衬底主要玻璃及锈钢片制非晶硅薄膜经同电池工艺程别制单结电池叠层太阳能电池目前非晶硅太阳能电池研究取两进展：第、三叠层结构非晶硅太阳能电池转换效率达13％创新记录；第二.三叠层太阳能电池产能力达5MW美联合太阳能公司（VSSC）制单结太阳能电池高转换效率9．3%三带隙三叠层电池高转换效率13％见表1 述高转换效率面积（0．25cm2）电池取曾文献报道单结非晶硅太阳能电池转换效率超12．5％本央研究院采用系列新措施制非晶硅电池转换效率13．2％内关于非晶硅薄膜电池特别叠层太阳能电池研究并南耿新华等采用工业用材料铝背电极制备面积20X20cm2、转换效率8．28％a－Si/a－Si叠层太阳能电池 非晶硅太阳能电池由于具较高转换效率较低本及重量轻等特点着极潜力同由于稳定性高直接影响实际应用能进步解决稳定性问题及提高转换率问题非晶硅阳能电池疑太阳能电池主要发展产品 2 元化合物薄膜太阳能电池 寻找单晶硅电池替代品,除发晶硅、非晶硅薄膜太阳能电池外断研制其材料太阳能电池其主要包括砷化镓III-V族化合物、硫化镉、硫化镉及铜锢硒薄膜电池等述电池尽管硫化镉、碲化镉晶薄膜电池效率较非晶硅薄膜太阳能电池效率高本较单晶硅电池低并且易于规模产由于镉剧毒环境造严重污染并晶体硅太阳能电池理想替代 砷化镓III-V化合物及铜铟硒薄膜电池由于具较高转换效率受普遍重视GaAs属于III-V族化合物半导体材料其能隙1．4eV高吸收率太阳光值理想电池材料GaAs等III-V化合物薄膜电池制备主要采用 MOVPELPE技术其MOVPE制备GaAs薄膜电池受衬底位错、反应压力、III-V比率、总流量等诸参数影响 除GaAs外其III-V化合物Gasb、GaInP等电池材料发1998德费莱堡太阳能系统研究所制GaAs太阳能电池转换效率24．2％欧洲记录首制备GaInP电池转换效率14．7％．见表2另外该研究所采用堆叠结构制备GaAsGasb电池该电池两独立电池堆叠起GaAs作电池电池用Gasb,所电池效率达31．1％ 铜铟硒CuInSe2简称CICCIS材料能降1．leV适于太阳光光电转换,另外CIS薄膜太阳电池存光致衰退问题CIS用作高转换效率薄膜太阳能电池材料引起注目 CIS电池薄膜制备主要真空蒸镀硒化真空蒸镀采用各自蒸发源蒸镀铜、铟硒硒化使用H2Se叠层膜硒化该难组均匀CISCIS薄膜电池80代初8％转换效率发展目前15％左右本松电气工业公司发掺镓CIS电池其光电转换效率15．3％（面积1cm2）1995美再能源研究室研制转换效率17．l％CIS太阳能电池迄今止世界该电池高转换效率预计2000CIS电池转换效率达20％相于晶硅太阳能电池 CIS作太阳能电池半导体材料具价格低廉、性能良工艺简单等优点今发展太阳能电池重要向唯问题材料源由于铟硒都比较稀元素类电池发展必受限制 3 聚合物层修饰电极型太阳能电池 太阳能电池聚合物代替机材料刚刚始太阳能电池制爸研究向其原理利用同氧化原型聚合物同氧化原电势导电材料（电极）表面进行层复合制类似机P－N结单向导电装置其电极内层由原电位较低聚合物修饰外层聚合物原电位较高电转移向能由内层向外层转移；另电极修饰相反并且第电极两种聚合物原电位均高于者两种聚合物原电位两修饰电极放入含光敏化剂电解波．光敏化剂吸光产电转移原电位较低电极原电位较低电极积累电能向外层聚合物转移能通外电路通原电位较高电极电解液外电路光电流产 由于机材料柔性制作容易材料源广泛本底等优势规模利用太阳能提供廉价电能具重要意义机材料制备太阳能电池研究仅仅刚始论使用寿命电池效率都能机材料特别硅电池相比能否发展具实用意义产品待于进步研究探索 4 纳米晶化太阳能电池 太阳能电池硅系太阳能电池疑发展熟由于本居高远能满足规模推广应用要求直断工艺、新材料、电池薄膜化等面进行探索新近发展纳米TiO2晶体化能太阳能电池受内外科家重视 自瑞士Gratzel教授研制功纳米TiO2化阳能电池内些单位进行面研究纳米晶化太阳能电池（简称NPC电池）由种禁带半导体材料修饰、组装另种能隙半导体材料形窄禁带半导体材料采用渡金属Ru及Os等机化合物敏化染料能隙半导体材料纳米晶TiO2并制电极外NPC电池选用适氧化原电解质纳米晶TiO2工作原理：染料吸收太阳光能跃迁激发态激发态稳定电快速注入紧邻TiO2导带染料失电则快电解质补偿进入TiO2导带电于终进入导电膜,通外路产光电流 纳米晶TiO2太阳能电池优点于廉价本简单工艺及稳定性能其光电效率稳定10％制作本仅硅太阳电池1/5～1/10．寿命能达2O由于类电池研究发刚刚起步估计久逐步走市场 5 太阳能电池发展趋势 几面讨论知作太阳能电池材料III-V族化合物及CIS等系由稀元素所制备尽管制太阳能电池转换效率高材料源看类太阳能电池能占据主导位另两类电池纳米晶太阳能电池聚合物修饰电极太阳能电存问题研究刚刚起步技术熟转换效率比较低两类电池处于探索阶段短间内能替代应系太阳能电池转换效率材料源角度讲今发展重点仍硅太阳能电池特别晶硅非晶硅薄膜电池由于晶硅非晶硅薄膜电池具较高转换效率相较低本终取代单晶硅电池市场主导产品 提高转换效率降低本太阳能电池制备考虑两主要素于目前硅系太阳能电池要想再进步提高转换效率比较困难今研究重点除继续发新电池材料外应集何降低本现高转换效率太阳能电池高质量硅片制制造硅太阳能电池费钱部何保证转换效率仍较高情况降低衬底本显尤重要今太阳能电池发展急需解决问题近外曾采用某些技术制硅条带作晶硅薄膜太阳能电池基片达降低本目效比较现想 太阳能光电技术发展现状及前景 2005-6-30 太阳能光伏发电面临困难与前景 2005-6-30 高效率点聚焦太阳热直接发电 2005-6-30 硅基薄膜太阳电池发展与未 2005-6-30 非晶硅太阳电池发展 2005-6-30 太阳能空调研究与发展 2005-6-30 太阳能利用历史顾 2005-6-6 太阳能热水器消费使用状况调查报告 2005-4-18 更... [供求信息] [供]层压机、TPT [供]供应太阳能路灯/... [供]太阳能产品诚招各... [供]德齿风能发电... [供]太阳能电池层压机... [供]供太阳能庭院灯 [供] 供太阳能路灯 [供]太阳能水器 [推荐企业] 合肥阳光电源限公司 锡尚德太阳能电力... 南京冠亚电源设备

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