太阳能光伏电池及其应用-----填空题

太阳能光伏电池及其应用 填空题1．人们生活所必需的能源可分为维持个人生命的 （ 生理能源 )和日常生活、 社会活动及生产活动中使用的（ 生活能源） 两部门。2．目前， 占现有一次能源 45%的电力能源包括 煤炭火力发电 和 重油火力发电 。 人类文明的进步与人类社会工业化、近代化的变迁，都称为 动力来源的一次能源的形态 和变迁。3．伴随着能源工业化的进展，人们选择更方便、更经济性的能源形态，也就是说，这一技术革新也是基于 经济大原理 而产生的。4．不同于化石能源的消费的原子能发电，称之为 生态发电 的太阳能发电、风力发电的应用。5．在化学能源枯竭之前找到 清洁 的替代能源。6． 3E 三重矛盾是在 经济 发展的过程中， 伴随着 能源 的消费， 以化石能源为主体的资源需求结构会造成对 环境 的破坏。7．到达地球表面的太阳能，是通过几乎接近真空的宇宙空间，以 电磁波 的形式辐射过来。8．太阳能到达地球的总辐射能量应该是 太阳常数 与 地球表面投影面积 的乘积。9．太阳能电池的转换效率几乎是 恒定 的，与其所利用的装置规模与 大小 无关。10．光发电是对 废弃能源 有效利用。11．光和物质的相互作用有： 吸收、反射、折射、偏转漫射 等现象。引起这些现象的本质过程，可以理解为物质内存在的 载流子 和 电磁波 之间的相互作用。12．光引起的电子跃迁门槛值所需的能量，是由原子规则排列产生的结晶结构中的 禁带宽度 所决定的。13．迁移前后电子动量不发生变化，垂直移动叫 直接跃迁 ;而在跃迁前后动量变化时，所表示的结晶空穴振动能量的移出、移入、称为 间接跃迁 。14．半导体的界面或表面被 光照射 产生载流子后， 生成的 电子和空穴 由于载流子的作用向 相反 的方向漂移，引起 载流子 的极化，从而产生了因光照射引起的 电流 。15． 太阳能电池由于要接收 太阳辐射光 ，所以具有很大面积的 PN 结二极管，引起光电效应必要的 内建电场 ，就是利用了 PN 结的 界面诱导电场 。16．太阳能电池的能量转换效率是从太阳能电池的端子 输出 的电力能力与 输入 的太阳能辐射光能量的比。17．以标称效率为基础，用于计算太阳能电池的输出测定法，可以求得实用太阳能电池的 性能指数 。18．光电流与 照射的光强度 有关系，与所加的 电压 无关，是一个 固定 值。19．太阳能电池的输入光与 波长 有相关性。20．太阳能电池处于开路状态，与辐射光强度相对应会产生一个电压，此时的电压称为 开路电压 。21． 填充因子 是表示太阳能电当好坏的重要指标。22．结晶硅的理论极限为 28% ， 其研究阶段为 24% ，23．大量生产规模为 18%~20% 。24．存在具有最低禁带宽度 ε ɡ 的 Hω -QVOC 的损失 ,此损失叫做 电压因子损失 。25． 目前实用化的太阳能电池中 98％使用的是 硅材料。26．为了发挥太阳能转换因子的作用，将光生成的 电能 有效输出到 输出端 的电极配置的设计也是重要的因素，这就是 D。27．利用两种半导体的异质结串联太阳能电池，称为 叠层太阳能电池 。28．光的吸收系数 a 被定义为 单位距离光强度的衰减比 。29．决定半导体光学特性最重要是波段是 红外光 到 可见光 范围。30．标称效率：太阳光线通过的空气气量条件为 AM1.5 ， 输入光的功率为 100mW/cm 2 ， 在负荷变化的最大电力输出与其的比值。31．单晶硅太阳能和多晶硅太阳能电池的产量合计约占世界太阳能产量的 80% 左右。32．单晶硅棒和 PN 结的制造技术等， 与 IC 以及 LSI 等半导体制造技术有较多共同部分， 且历史悠久，实际业绩突出。33．单晶硅太阳能电池制造工程由 电池片工程 和 模板工程 组成。34．原材料用硅砂，先将其还原为纯度为 97％ -98％的 金属硅 ，为了进一步提高纯度，将 金属硅 与 盐酸反应，生成 三氯氢硅 ， 再将其 还原、热分解 得到纯度为 99.99999％以上的多晶硅。35．将得到的多晶硅进行溶解，做成单晶硅，其方法有 乔克莱尔斯基法 （ CZ） 和 浮游带熔融法（ FZ ）两种。36．目前太阳能电池用的铸模，仍以 生产性能高 的 线性锯切割 的为主。37．由于线切割面是被机械冲击过，因此会残留结晶变形，使电气特性变坏，因此需用 HF+HNO 3进行腐蚀，使表面减薄 10~20um 的程度，最终约为 300um 厚的硅片。38．气体扩散法是将含 P 的气体在 高温（ 800~900 ） 下向硅片进行 扩散， 形成 PN 结 ，一般都用这一方法。39． 涂层 扩散法是用含有磷的溶液代替 气体 进行 涂层 和 加热 ， 使磷向硅片中扩散形成 PN 结 ， 具有简单易于大型化生产的优点。40．电池高效率化技术说明已被规模生产所采用的 材料蚀刻 及 BSF 结构 。41．用碱性溶液，利用 单晶表面蚀刻速度 的差异性，可以对 单晶硅片 表面进行 棱状的 凹凸加工处理。42．单晶硅太阳能电池的基本结构是 PN 结， 在背场将不纯物进行 喷雾处理 ，形成 P+层 ，可以改善收集效率。43． BSF 型电池片的收集效率， P+层 形成，可以在更长 波长 范围内改善收集效率。44．太阳能电池是由 单晶硅 和 非晶硅 进行叠层得到的新型太阳能电池。45． HIT 电池片是在 n 型单晶电池片 的两面形成 Si 层 制造的。46．由于入射光也可以发电，具有两面发电的可能性是 漫射光 和 地面来的反射光 进行发电。47．一般的太阳能电池模板只有电池片的表面一侧是 透明的 ，而 HIT 太阳能电池在背面也采用 透明材料 ，可以利用 漫射光 和从 地面来反射光 进行发电。48．两面发电型最特别的有效应用 垂直 安装。49．太阳能电池模板有 超级直线型、玻璃包装型、次直线型 三种结构。50．压模可分为两部分， 真空室 和 加热 装置。51．一般的太阳能电池的模板，为了提高填充率，需尽量减少电池片和 电池片 之间的 间隙， 而采光型太阳能电池的模板却 相反 ，在电池片和模板周围开数 CM 的 缝隙 ，由此处让太阳光透过。52．由于单晶硅基片的制造技术和 LSI 等的半导体技术有很多的共同点，因此新技术从半导休整上导入是有右能的，最近引人注目的技术之一是 快速热处理 (RTP) 技术。53．在多晶硅薄膜制造装置中可使用 RTP，将得到的灯光用 聚光镜聚光 ，然后缓慢地 移动位置 ，使多晶硅薄膜再 结晶化 。54．大部分的多晶硅基片都是用所谓的 铸造法 生产的。基片广泛使用 10~15cm 的角。目前是用众所周知的 固液界面 的温度分布、 固液速度 等许多知识的累积来生产铸模。55．电解液的高度微细喷射到 铸模 上，喷射流中夹有 激光束 。喷射流到了 光纤维 的作用，激光束在铸模上与 电解液 一同被切照射。56．目前世界上，用铸造法制造基片得到的小面积电池片的最高转换效率可达到 19.8% 。57．由于有漏电电流流动，使所谓的反向饱和电流密度 变大 ，从而减少了 开路电压 。58．第四章59．多晶硅表面的结晶面是多重的， 因此不能像单晶硅基片那样， 使用 KOH 产生 的不同方向腐蚀的化学蚀刻方法。60．干式法由于应力自由，因此即可以适用于 切割大面积 基片，又可以适用于 高斜率 的过程。61．结晶硅具有 间接跃迁型 能带结构，因此吸收系数较小，有必要进行 光封闭， 活性层的厚度为数 um 的薄膜太阳能电池也可得到高的转换效率。62．广泛采用光电导率 衰减测定法 测定少数载流子在基片内的寿命分布，以此来对该过程进行评价。63．基本技术中最引人注目的是基片的 薄形化技术 。64．结晶硅具有 间接跃迁型 能带结构，因此吸收系数较小。65．异质基片上高品质叠层的多晶硅型薄膜技术有： 化学气相沉积（ CVD ）法、液相外延（ LPE ）法和 固相结晶（ SPC）法 。66．清洁且无限的 太阳能发电 将成为支撑 21 世纪社会文明的重要能源技术之一。67．目前太阳能电池的主流是 单晶 以及 多晶硅 ，占世界太阳能电池总产量的 70% 。68． a-Si： H 以及合金材料，用 等离子体 CVD 、热 CVD 、反应活性喷涂、光 CVD 等气相生长法可以制造薄膜。69．薄膜化是通过弥补 无合金金属材料 较差的载流子输送特性，得到太阳能电池的性能，同时也有利于 节约资源、降低成本 。70．非晶半导体材料，是失去了像结晶型那样的长距离晶格结构的材料，可以认为其原子周围的 化学键状态 与 结晶 时保持相同的状态。71．由于不纯物的掺入，可能将 p、 n 控制在导电率为 10-11~10-2S/cm。72． a-Si 是 四面体 结合的非晶体， a-Si 系薄膜的制作方法有： 等离子化学气相沉积法（ PECVD ） 、光化学气相沉积法（ Photo-CVD ） 、热丝化学气相沉积（ HW-CVD ）法、真空蒸发法、溅射法 等。73． uc-Si 是由 结晶粒相 +结晶粒相界 +非晶相 组成的。74．关于载流子移动速度，目前使用由 TOF （膜垂直） 以及 变调光电流片（膜平行、垂直） 进行评价的方法。75．作为太阳电池的特性因素的短路电流 Jsc 可视为 光电流 Jph， 曲线因子 FF 可视为 二极管电流 Jd（ V） ，开路电压 V oc 与 最大功率点 的比值。76．转换效率和与扩散有关的膜厚度有最大值，这是由于伴随膜厚度的增加而增加的 吸收光量 与由于偏压电压的下降引起的 载流子输送 特性变差 共同作用的结果。77． MIS 型 a-Si 太阳能电池的问题是，光的入射一侧由于有 Pt 的薄膜， 所以有竞价的光被吸收掉了，从而限制了 电流 。78．为了降低太阳能电池的成本，必须尽可能地 提高生产效率 。79． a-Si 太阳能电池是大面积制膜，但透明电层的阻力引起的损失使电池无法得到 高的效率 。80． a-Si 太阳能电池是由形成 正极 和 负极 的二个导电层、作为 活性部分的半导体层 这三层基本结构构成的，为了实现大面积、高效率化，能够使 a-Si 层 重复性好、均匀、均一膜厚 的制膜技术，对大面积化是非常重要的。81．光照所引起的大部分特性的变化是在 最初的一年中 ，以后其特性是稳定的。这时的光电转换效率叫做 稳定效率 。82．用 等离子体 CVD 法得到的微晶硅，在 1980 年前后就有报道，由于微晶化带来的低电阻，主要用于 a-Si 太阳能电池的 n 层 。83． 在 带边缘附近 的光吸收系数是 间接 吸收形式，在很上的薄膜 uc-Si 电池片中， 光封闭技术是 uc-Si 太阳能电池 提高效率 的核心技术。84． CIS： CuInSe 2 太阳能电池 ， CIGS： Cu（ InGa ） Sn2 薄膜太阳能电池 。85．随着太阳能电池片逐渐向薄膜化发展，目前正在研究开发的是 薄膜多晶材料 。 CIS 的禁带宽度为1.0ev ，与太阳能电池最适宜的禁带宽度 1.4ev 偏小的值。86． CIGS 系太阳电池的特点是 多样的结晶相 和 固有缺陷 。87．在一般的半导体中，通过不纯物添加，进行 p 型、 n 型的控制， CIS 系用 Cu/In 比 进行控制，也就是固有缺陷控制，才有可能 控制 PN。88． Mo 和 Se 的反应活性高， Mo/CIS 界面状态对膜的 致密性 有很大影响。89．在 CIGS 光吸收层上，用 溶液成长法 可以产生 CdS。90．硒化法主要用于 大面积模板 制造。91．与硅系薄膜不同，由于 CIGS 是软材料，因此不能用 激光加工 ，可以用 机械扫描 。92． CIGS 系太阳能电池，小面积电池片的转换效率已经达到 大于 18% 的程度，而大面积模板的转换效率为 12%~14% 。93．为了实现串联太阳能电池，有必要开发迟缓的 宽禁带宽度 的材料的高品质化加快进程。94．为了实现串联结构，有必要隧道结合部开发禁带宽度更广的 P 型透明导电膜 。95． CIGS 系太阳能电池的制造方法中，广泛使用 蒸镀法、硒化法 外，还有 喷雾法、镀金法 。96．多晶薄膜太阳电池中，开路电压（ Voc）是禁带宽度（ Eg）的函数，通常经验性地表示为V oc=Eg/e-0.5(V) 。97． CIGS 系太阳能电池是以 高转换效率 为特征的。98．不使用青板玻璃时，也可以使用 Na 2O2、 NaS2、 Na2Se、 Na 2F 等 Na 的化合物进行 Na 参加。99．太阳能电池材料是由元素周期表中的Ⅲ族元素 镓（ Ga） 、铟（ In ） 和Ⅴ族 P、 As 元素组成的半导体，如用 GaAs、 InP 等由Ⅲ -Ⅴ族化合物组成的半导体所构成的太阳能电池。100． GaAs 或 InP 太阳能电池由于 高效率 且有 优良的耐放射性能 ，作为空间太阳能电池已经被实用化。101．太阳能电池材料的禁带宽度 Eg 为 1.4~1.5ev 左右， 认为是最合适的， Eg 为 1.42ev 的 GaAs 及 1.35ev的 InP 等应该是合适的。102．化合物半导体太阳能电池有 高效率化、轻量化、低成本化 的种种优点，对于电池片结构，也在进行许多尝试。103．对于太阳能电池的制作，历来都是用常用的 液相外延（ LPE ） 法，但现在有可能多层生长的大面积化、规模化生产的 有机金属气相生长法 已成为主流。104．由于大多数化合物半导体能带结构都是 直接跃迁型 的，因此不想间接跃迁型的那样容易产生太阳能电池特性的 放射线衰退 现象。105．化合物半导体由于有 直接跃迁型 能带结构，且 光吸收系数大 ，因此作为薄膜太阳能电池显示出了可用性。106．Ⅲ -Ⅴ族在 Si 结构上的 第一课题 是，由于 Si 基片 .Ⅲ -Ⅴ族化合物的 晶格常数 的不整合（在 Si 上的GaAs 的不整合率约为 4%）引起的 异质界面 的 高密度不整位错 的发生和 热膨胀系数 的差别引起的 热应力诱导位错 的发生。 第二课题 是，由两者的膨胀系数的差别引起的 异质延伸膜内 的裂缝的发生，因此试图降低了 残留应力 的方法是必要的吧。107．外延生长技术，也可从 LPE 到 ＭＯＣＶＤ ,化学束外延生长法 逐渐进行着变迁。108． GaAs 以及 InP 的禁带宽度分别为 1.42ev， 1.35ev 与高效率最适合的 1.4 eV～ 1.5 eV 相近，故具有高效率的特点。109． MOCVD 有机金属气相生长 ,LED 发光二级管 ， LPE 液相外延 ,Jsc 短路光电流密度 ,Voc 开路电压 。110．自 1991 年瑞士 EPFL 的 Graetael 教授开发出转换效率为 7.9% （ AM1.5 ） 的新型色素增感型太阳电池问世以来，色素增感型太阳能电池在全世界开始研究和应用起来，这种电池又叫 格蕾茨尔 电池。111．色素增感型太阳电池就是所谓的 湿式太阳能电池 ，很早以前就已开始研究。112．色素增感型太阳电池的理论可达到效率为 32.4% 。113．构成色素增感型太阳电池的 TiO 2 等无机氧化物及色素的 原材料硅 等比金属价格便宜。114．目前报道的色素增感型太阳能电池的最高转换效率的使用 N3 色素、 N719 色素 及 黑色色素的 TiO2 色素增感型太阳能电池。115．由氧化物半导体和色素进行组合 , 可以制造出 光吸收范围 不同的多种多样的色素增感型太阳能电池。116．由于使用有机色素增感型太阳能电池可通过 色素的脱除 及 燃烧 除去 , 帮氧化物半导体光电极是有可能实现资源再利用的。117．为了将增感色素上的跃迁电子有效地注入 TiO2, 层中 , 增感色素激发态的能极必须不小于 半导体导带（ Ec） 的能级。118． TiO2 光电极的准能级 , 相对于 NHE 为 -0.5V， I -/I -3 的氧化还原电位相对于 NHE 被评价为 +0.4V ，因此，将其组合起来得到 0.9V 的最大电位。119． Greatzel Cell 的一个特点就是根据选择 不同的色素 可以制造各种不同的 透明 太阳能电池。 Greatzel Cell 是由于 2 个 导电性玻璃电极 和由电极包围的 电解质溶液 所构成的。120．为了提高光吸收效率 ,通过将更大的 TiO2 微粒子作为 散乱中心混入 , 或者为使微孔的容积增大从而使 电解质溶液 容易通过 , 而采用添加 聚乙烯基锌 等有机基片， 使其在焙烧过程中能 残留一些大的孔 等方法。121．为了实现光在 TiO2 微粒子的 表面进行吸收 和 光电转换 这一基本作用 , 需将 Ru 增感色素固定在表面上。122． Ru 增感色素的吡啶系配位具有 羧酸基（ -COOH 基） , 此吡啶酸基与 TiO2 表面的 羟基（ -OH 基）结合形成酯 , 这样 Ru 色素就在 TiO2 表面以 单一层 的形式被紧紧地固定。由于这种酯结合的形成 , 电子移动就可以从 Ru 增感色素 到 TiO 2 有效地进行。123．色素增感型太阳电池的电解质溶液由 溶剂 和 I -/I -3 的 redox 系构成 , 除了 碘（ I 2） 外，还使用 KI 、（ C 3H 7） 4NI 及 （ DMPImI ） （ CH 3） 2（ C 3H7） C 5H 2NI 。124．色素增感型太阳电池对电极使用在 导电性玻璃上 喷铂（ Pt）的方法。125．色素增感型太阳电池由固定有 Ru 增感色素 、 TiO 2 光电极 、 电解质溶液、对电极 所构成的 .。126．新开发的新型高性能增感色素有 呋喃托林 Ru 色素 和 捷克特纳 Ru 色素 , 以及高性能的 有机色素（苯并呋喃系色素、多烯烃系色素） 。127．作为光电极一般多使用 TiO 2, 此外还有 Nb 2O 5、 ZnO 、 SnO2 以及这些物质的 复合化 都在研究中 。128． AM － 1.5 ， MLCT ,IPCE 光电转换效率 ,TAB 四丁基阳离子 。