太阳能光伏器件技术复习

太阳能光伏器件技术复习第一章1、太阳能的 热能利用 和 光能利用 是两个及其重要的应用领域。2、太阳能发电的 主要优点 如下1) 太阳能取之不尽，用之不竭；2) 太阳能随处可得，可就近供电，不必长距离运输，避免了长距离输电线路的损失；3) 太阳能不是燃料，运行成本很低；4) 太阳能发电没有运动部件，不易损坏，维护简单，特别适合于无人值守情况下使用；5) 太阳能发电不产生任何废弃物， 没有污染、噪声等公害， 对环境无不良影响， 是理想的清洁能源；6) 太阳能发电系统建设周期短， 方便灵活， 而且可以根据负荷的增减， 任意添加或减少太阳能电池方阵容量，避免了浪费。第二章1、太阳是一个主要由 氢和氮 组成的炽热的气体火球。2、太阳中心到边缘课分为 核反应区 、 辐射区 、 对流区 和 太阳大气 。3、通常将太阳看作是 温度为 6000K、 波长为 0.3-3.0um 的 黑色辐射体 。4、太阳看上去是白色的，但是如果使一束太阳光通过一个玻璃三棱镜，那么就在白色幕布上，出现一条红橙黄绿青蓝紫等彩色光带。物理学上把这样的彩色光带叫做 太阳光谱 。5、太阳与天顶轴重合时，太阳光线穿过一个地球大气层的厚度，路程最短。太阳光线的实际路线与此最短路程之比称为 大气质量 。6、单位时间内，太阳以辐射形式发射的能量称为 太阳辐射功率 或 辐射通量 。第三章1、太阳能光伏电池最核心的器件是 太阳能电池 。2、按导电性强弱，材料一般可分为三大类，即 导体 、 半导体 、 绝缘体 。3、 理想的太阳能电池 材料应当具有以下条件1) 直接带隙，带隙宽度在 1.1-1.7eV ，接近 1.4eV 可达到最大光电转换效率；2) 无毒，在地球上丰富度高；3) 较好的力学性能，便与加工；4) 较高的光电转换效率；5) 性能稳定，具有较长的使用寿命；6) 便于制备，特别是适合大面积、薄膜化生产。4、 pn 结5、太阳能电池的特性参数1) 标准测试条件 ： (1) 光源辐照度为： 1000W/m2(2)测试温度： 25° C；(3)AM1.5 地面太阳光谱辐照度分布。2) 太阳能电池等效电路 ： P36 图 3-16 3) 伏安特性曲线 ：(1) 开路电压： 450-600mV 左右，最高 700mV；(2) 短路电流：一般 1cm2单晶硅太阳能电池 Isc 为 16-30mA；(3) 填充因子 (FF) ：太阳能电池最大功率与开路电压和短路电流乘积之比(4) 太阳能电池的转换效率：太阳能电池接受光照的最大功率与入射到该电池上的全部辐射功率的百分比称为太阳能电池的转换效率， η =UmIm/AtPin (5) 最大功率点：第四章1、晶体硅太阳能电池包括单 晶硅太阳能电池 和 多晶硅太阳能电池 。2、将硅砂转换成可用的多晶硅的工艺主要有以下三种方法(1) 改良西门子法 (2) 硅烷法 - 硅烷热分解法 (3) 流化床法3、单晶硅太阳能电池基本原理及结构当光照射到 PN结上市， 产生电子 - 空穴对， 在半导体内部结附近生成的载流子没有被复合而到达空间电荷区， 受内建电场的吸引， 电子流入 n 区， 空穴流入 p 区， 结果是 n 区储存了过剩的电子， p 区有过剩的空穴。他们在 pn 结附近形成与势垒方向相反的光生电场。光生电场除了部分抵消势垒电场的作用外，还使 p 区带正电， n 区带负点，在 n 区和 p 区之间的薄层就产生电动势，这就是 光生伏特效应 。4、单晶硅电池的实验室实现的 转换效率 达到 24.7%，为澳大利亚新南威尔士大学创造。5、单晶硅锭的 铸造(1) 熔体直拉法 熔料 - 引晶 - 缩颈 - 放肩 - 等径 - 收尾 (2) 悬浮区熔法 (3) 磁拉法6、 HIT 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。第五章1、在光的照射下，物体发射电子的现象使物质发生某些电学性质的变化称为 光电效应 。2、非晶硅薄膜太阳能电池存在 光致衰减效应 阻碍了它的进一步发展。3、非晶硅太阳能电池的基本结构： 肖特基势垒型 、 异质结型 、 p-i-n 型 。4、 a-Si:H 电导率和光电特性因连续光照会发生衰减现象， 该现象有 Stabler 和 Wronski 两人共同发现，因而称为 S-W效应 。第六章1、 GaAs 系太阳能电池 制作工艺 由扩散发展到液相外延 (LPE) 、有机金属化学气相沉积(MOCVD)、分子束外延 (MBE). 。2、 铜铟镓硒 ( CIGS)薄膜太阳能电池 具有层状结构。性能： P115。3、 CdTe薄膜太阳能电池 具有以下几个优点(1) 理想的禁带宽度，和太阳光谱非常匹配；(2) 高光吸收率，多云或早晚等散射环境中的性能优于传统硅组件；(3) 高转换效率， CdTe太阳能电池的理论光电转换效率约为 30%；(4) 电池性能稳定，一般 CdTe电池的设计使用时间为 20 年；(5) 电池结构简单，制造成本低，容易实现规模化生产。第七 - 八章1、 染料敏化太阳能电池 主要由以下几部分组成：透明导电玻璃、染料多孔半导体薄膜、染料光敏化剂、电解质和反电极。2、染料敏化太阳能电池 原理 ： P133。3、 量子尺寸 ：量子尺寸效应是指当尺寸小于一定值时，金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级的现象以及纳米半导体微粒在不连续的最高被占据分子轨道和最低未占据轨道能隙变宽的现象。4、 二氧化钛 的分子量为 79.90 ，俗称钛白粉，有：板钛矿相、锐钛矿相、金红石相。组成结构的基本结构都是 TiO6 八面体。5、 有机太阳能电池的工作原理 是基于有机半导体的异质结或金属半导体界面附近的光生伏特效应。6、有机太阳能电池的工作原理： P164. 7、 聚合物太阳能电池的制备方法 ： (1) 旋涂工艺 (2) 喷墨打印 (3) 丝网印刷 (4) 刷膜工艺 (5)卷对卷印刷工艺。