第6章 第三代太阳能电池
“第3代太阳能电池”有力候补是什么?

“第3 代太阳能电池”有力候补是什么?
澳大利亚新南威尔士大学(UNSW)教授马丁·格林(Martin Green)在2010 年5 月7 日在上海举行的太阳能发电系统展会及学会“第四届(2010)
国际太阳能光伏大会暨(上海)展览会(SNEC 4th(2010)International Photovoltaic Power Generation Conference &Exhibition)”上发表了演讲。
格林曾于上世纪80 年代开发出了转换效率超过20%的结晶硅型太阳能电池。
目前,该电池的转换效率已达到25%。
格林教授此次演讲的题目是,“第3 代太阳能电池”的候补技术是什
幺?格林表示,结晶硅型属于第1 代太阳能电池,非晶硅型等薄膜太阳能电
池属于第2 代太阳能电池。
格林认为,第3 代太阳能电池应具备的条件是,兼顾高效率和低制造
成本,额定功率的制造成本为0.2~0.5 美元/W。
目前制造成本最低的太阳能
技术为0.8 美元/W 左右,因此要达到这一条件,必须取得较大的技术突破。
作为第3 代太阳能电池的最有力候选,格林列举了串联构造的非硅类
薄膜太阳能电池。
具体而言,这种太阳能电池采用镉(Cd)和碲(Te)构成
的CdTe 型太阳能电池,与铜(Cu)、铟(In)、镓(Ga)及硒(Se)等构成
的CIGS 型太阳能电池粘贴在一起的构造。
不过,格林表示,“这种太阳能电池还不算理想”。
这是因为,镉及多
余的硒对人体有很强的毒性,而铟、镓及碲属于稀有金属,不能保证以低价。
第三代太阳能电池

染料敏化太阳能电池的原理染料敏化太阳能电池主要是由光阳极,电解质,和对电极组成的。
光阳极半导体一般为二氧化钛,常用电解液一般是含有I-和I3-氧化还原电对的电解质,对电极主要是金属对电极和碳对电极。
主要原理是(1).染料分子(D)在受到太阳光照射后由基态跃迁至激发态(D*),(2).处于激发态的染料分子将电子注入到光阳极半导体的导带中,激发态的染料分子被氧化,(3).电子经导电基底流入外电路。
(4).氧化态的染料被I-还原成基态,使得染料分子再生,(5).I3-扩散到对电极后接受电子被还原,从而完成一个循环。
(6).二氧化钛导带中接收的电子和氧化态染料复合,(7).导带上的电子和I3-复合,电池原理由主要由如上过程组成。
1.D+hv→D*2.D*→D++e-3.电子经导电基底流入外电路4.3I-+2D+→I3-+D5.I3-+2e-→3I-6.D++e-→D7.I3-+2e-→3I-染料敏化太阳能电池的特点与传统的硅基太阳能电池相比较,染料敏化太阳能电池具有生产成本廉价[1],生产过程简单,无毒,无污染且适合大规模生产,相对高的光电转化率等优势。
在技术方面,染料敏化太阳能电池是一种光电化学太阳能电池,它主要由导电基底,光阳极,光敏染料,电解质和电极五部分构成。
其中光阳极是DSSC[2]电池的核心部件之一,其结构和材料组成强烈影响着电池的光电转换效率。
染料敏化太阳能电池中二氧化钛的制备方法用于染料敏化太阳能电池中的二氧化钛薄膜会对太阳能电池的效率产生重要的影响,因此不同的制备方法具有不同的结构进而影响其性能和效率。
主要的制备方法如下。
(1)溶胶—凝胶法溶胶—凝胶法是制备二氧化钛胶体最常用的一种方法,通常采用钛酸丁脂为原料加入去离子水和无水乙醇配制成反应溶液,并加入冰醋酸和乙酰丙酮作为催化剂,以缓解钛酸丁脂的强烈水解,在不断搅拌下即能形成均匀透明的溶液。
通过调节溶液的酸碱度可以得到不同晶相和尺寸的二氧化钛凝胶。
第三代太阳能电池简介

第三代太阳能电池简介何宇亮1,2,3,4王树娟1高全荣1沈文忠3丁建宁2施毅41,无锡新长江纳米电子科技有限公司(无锡长江路7号,2140287)2,江苏大学微纳米科技中心(镇江学府路301号,212013)3,上海交通大学太阳能研究所(上海闵行区东川路800号,200240)4,南京大学物理学(南京汉路37号,210093)摘要在当前迅速发展的绿色能源中,硅片状太阳能电池占有很大的优势(又被称做第一代太阳能电池),然而为了大幅度降低成本扩大产量,以非晶硅薄膜太阳能电池(又被称为第二代太阳能电池)为代表的薄膜型太阳电池正在赶上,专家估计不久将会占有市场。
为了进一步克服前二者存在着的不可克服的弱点,不断提高电池的光电性能及转换效率,近些年叠层式薄膜太阳能电池的研究已受到各国科学界重视。
由于它已表现出比前二者具有更强的优势和应用前景,因此已被国内外学术界命名为第三代太阳能电池。
作者结合自己在这方面的工作和一些设想对它做一些简要的介绍。
1、第三代太阳能电池指的是什么在全球绿色能源大幅度蓬勃发展中,对太阳能的利用已被各个先进国家列为非常重要的地位。
一般称目前正在大量生产且在市场上占主要地位的单晶硅、多晶硅片状电池为第一代太阳能电池,它从上世界50年代发展到今天其工艺技术已成熟且光电转换效率已达15~25%(其理论上极限值为29%)。
正是由于它使用的是体硅材料,不仅对硅材料消耗量很大,以至成本高,而且其转换效率已接近于理论极限值,进一步发展的空间有限。
近十多年来属于第二代的薄膜型太阳能电池发展迅速,且已有大量投产,具有与第一代太阳能电池抗衡的苗头。
据了解,日本Sharp公司将于今年在大阪市建立一座年产量达1GW的非晶硅薄膜太阳能电池厂。
我国已计划将在无锡建造一条全自动化非晶硅太阳能电池生产线,每年可生产光电155MW。
大家知道,非晶硅薄膜对可见光的吸收能力比晶体硅高500倍,电池厚度仅为晶体硅电池的百分之几(μm量级),它可以以廉价玻璃、柔性塑料以及不锈钢薄片为衬底材料。
太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置,它的发展历史可以追溯到19世纪初。
本文将详细介绍太阳能电池的发展历程,包括关键技术突破、应用领域和未来发展趋势。
1. 太阳能电池的起源太阳能电池最早的概念可以追溯到1839年,法国科学家贝克勒尔(Alexandre Edmond Becquerel)发现了光电效应,即光照射到某些物质上时会产生电流。
这为后来太阳能电池的发展奠定了基础。
2. 第一代太阳能电池第一代太阳能电池是基于单晶硅的,于1954年由美国贝尔实验室的三位科学家发明。
他们通过将硅单晶片暴露在阳光下,利用光电效应产生电流。
这种太阳能电池的转换效率较低,仅为6%左右。
3. 第二代太阳能电池第二代太阳能电池采用了多晶硅材料,于20世纪70年代开始大规模生产。
相比于第一代太阳能电池,第二代电池的转换效率有所提高,达到了10%左右。
此外,这种电池还具有较好的耐久性和稳定性。
4. 第三代太阳能电池第三代太阳能电池是指一系列新型太阳能电池技术,旨在提高转换效率和降低成本。
其中最具代表性的是薄膜太阳能电池,它采用了非晶硅、铜铟镓硒等材料,具有较高的转换效率和灵活性。
此外,有机太阳能电池、钙钛矿太阳能电池等也属于第三代太阳能电池的范畴。
5. 太阳能电池的应用领域太阳能电池的应用领域非常广泛。
在住宅和商业建筑中,太阳能电池可以安装在屋顶上,用于发电和供电。
在农村地区和偏远地区,太阳能电池可以为家庭提供清洁能源。
此外,太阳能电池还广泛应用于航天、通信、交通等领域。
6. 太阳能电池的发展趋势随着科学技术的不断进步,太阳能电池的转换效率不断提高,成本不断降低。
未来,太阳能电池有望成为主流能源之一。
研究人员正在致力于开发更高效、更稳定的太阳能电池材料,并探索新的制造工艺。
此外,太阳能电池与储能技术的结合也是未来的发展方向。
总结:太阳能电池的发展历史经历了从单晶硅到多晶硅,再到第三代太阳能电池的演进。
第三代太阳能电池·大学·课件

2, Stability of (PEO/PVDF)/TiO2 electrolyte DSSC
Water and ethanol addition enhanced stability of DSSC!
Y. Yang et al. / J. Power Sources 185 (2008) 1492–1498; Nanotech. 20 (2009) 105204
3, PEO/P(VDF-HFP)/Nanoparticle electrolyte DSSC
End-functional silicone coupling agent modified PEO/P(VDF-HFP)/SiO2 NP
J Zhang et al, Nanotechnology 18 (2007) 295606, 19 (2008) 245202
• 太阳能电池发展瓶颈 The bottle neck for using solar cell Three factors influence the application of Solar Cell: (1) 效率, (2) 稳定性,
(3) 成本
• 染料敏化纳米晶太阳能电池 • 成本仅为常规电池的1/8 至 1/10!
• 三, 第三代太阳能电池研究
1, Background 2, (PEO/PVDF)/TiO2 electrolyte DSSC 3, PEO/P(VDF-HFP)/ Nanoparticle electrolyte DSSC 4, TiO2 modification by magnetron sputtering 5, Summary
MgO-coated TiO2 electrodes SJ Wu et al., Nanotechnology 19 (2008) 215704
太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置,它的发展历史可以追溯到19世纪初。
本文将详细介绍太阳能电池的发展历程,包括关键技术突破、应用领域和未来发展趋势。
1. 太阳能电池的起源太阳能电池最早的概念可以追溯到1839年,法国科学家贝克勒尔(Alexandre Edmond Becquerel)发现了光电效应,即光照射到某些物质上时会产生电流。
这为后来太阳能电池的发展奠定了基础。
2. 第一代太阳能电池第一代太阳能电池是基于单晶硅的,于1954年由美国贝尔实验室的三位科学家发明。
他们通过将硅单晶片暴露在阳光下,利用光电效应产生电流。
这种太阳能电池的转换效率较低,仅为6%摆布。
3. 第二代太阳能电池第二代太阳能电池采用了多晶硅材料,于20世纪70年代开始大规模生产。
相比于第一代太阳能电池,第二代电池的转换效率有所提高,达到了10%摆布。
此外,这种电池还具有较好的耐久性和稳定性。
4. 第三代太阳能电池第三代太阳能电池是指一系列新型太阳能电池技术,旨在提高转换效率和降低成本。
其中最具代表性的是薄膜太阳能电池,它采用了非晶硅、铜铟镓硒等材料,具有较高的转换效率和灵便性。
此外,有机太阳能电池、钙钛矿太阳能电池等也属于第三代太阳能电池的范畴。
5. 太阳能电池的应用领域太阳能电池的应用领域非常广泛。
在住宅和商业建造中,太阳能电池可以安装在屋顶上,用于发电和供电。
在农村地区和偏远地区,太阳能电池可以为家庭提供清洁能源。
此外,太阳能电池还广泛应用于航天、通信、交通等领域。
6. 太阳能电池的发展趋势随着科学技术的不断进步,太阳能电池的转换效率不断提高,成本不断降低。
未来,太阳能电池有望成为主流能源之一。
研究人员正在致力于开辟更高效、更稳定的太阳能电池材料,并探索新的创造工艺。
此外,太阳能电池与储能技术的结合也是未来的发展方向。
总结:太阳能电池的发展历史经历了从单晶硅到多晶硅,再到第三代太阳能电池的演进。
第三代太阳能电池

它们在利用薄膜材料增加 转换系哦啊女和光谱稳定 性有很大潜力,但离实际 应用较远
中间带和上下 转换
目前发展最好的可通过聚光系统或降 低成本或从优化薄膜设计增加效率等 方面改进从而降低每瓦成本的技术, 然而该技术的稳定性不是很好
“
在此录入上述图表的综合分析结论 在此录入上述图表的综合分析结论 在此录入上述图表的综合分析结论 在此录入上述图表的综合分析结论
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能,这样结构的电池就是叠层太阳能电池。
上下转换太阳能电池
热光电效应太阳能电池
热光电效应: 指发射区受不同热源 加热后产生的辐射被吸 收区(太阳电池)接收的 光电转换过程。
杂志带和中间带太阳能电池
热载流子太阳能电池
热 载 流 子 电 池 示 意 图
碰撞离化太阳能电池
倍增主要是由碰撞离化效应造成的
蹄化隔 (CdTe)
硒铟铜 (CuInSe)
硫化隔 (Cds)
铜铟镓硒 (CIGS)
第三代太阳能电池的新概念
1
叠层
2 3热光电效应
上下转换
4 5 热载流子
杂志带和中 间带
6
碰撞离化
叠层太阳能电池
太阳光光谱可以被分成连续的若干部分,用能带 宽度与这些部分有最好匹配的材料做成电池,并 按禁带宽度从大到小的顺序从外向里叠合起来, 让波长最短的光被最外边的宽隙材料电池利用, 波长较长的光能够透射进去让较窄禁带宽度材料 电池利用,这就有可能最大限度地将光能变成电
第三代太阳能电池的新技术 聚光光伏发电系统CVP: 将用来发电的阳光聚集在光 伏板表面的设备组成的系统
三代太阳电池简介小组展示

热光伏太阳电池
热光伏技术是将受热高温热辐射体的能量通过半导体P—N结电池直接
转换成电能的技术 。热光伏电池使用一个吸热装置吸收太阳光,再把吸收的 能量放出来供给电池量远小于阳光。这些光子中能量较高的被电池吸收转化 成电能,而其中能量较小的又被反射回来,容易被吸热装置吸收,用以保持 吸热装置的温度。这种方法的最大特点是电池不能吸收的那部分能量可以反 复利用。
带3是大块结晶中的价电子带和传导带,能带2是人工制备的中间能带。这样 ,高能量范围内的太阳光引起能带1和3问的转移,而中间能量范围的太阳光 引起能带1和2以及能带2和3间的转移而被吸收 。因此,和多结太阳电池的 情形一样,对削减短波长域的能量损失有较好的效果。
图 多能带太阳电池机理
6
热载流子太阳电池
匹配的材料做材料电池利用,波长较长的光能够透射进去让较窄 能隙材料电池利用,这就有可能最大限度地将光能变成电能,这样的电池结 构就是叠层电池,可以大大提高性能和稳定性。
图 叠层太阳电池机理
5
多能带太阳电池
多能带电池也称为不纯能带电池,最简单的就是3能带电池。能带1和能
热载流子电池采用避免光生载流子的非弹性碰撞的方式来减小能量的损
失,达到提高效率的目的,其极限效率约为86.8%,热载流子电池的基本设 计如下图。
图 热载流子太阳电池机理
7
多载流子太阳电池
多载流子太阳电池尽可能多地将光子的能量用于激发出电子一空穴对,
而避免其转换成热能,提高其效率。
图 多载流子太阳电池机理
11
Thanks
12
➢ 第一代太阳电池定义: 第一代太阳能电池包括单晶硅太阳能电池和多晶
硅太阳能电池。然而单晶硅电池至少需要200μm厚 的硅片,成本太高。
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6.1概述
极限效率的分析; 极限效率仅与电池材 料的带隙有关,当电池材 料带隙为0时由于电压为0, 所以转换效率为0。当电池 材料带隙非常大时由于短 路电流为0,所以转换效率 也为0。只有在某一带隙时 极限效率最大。
(Shockley-Queisser)详细平衡的计算法:
6.1概述
由于物理本质导致极限效率损耗的因数:
6.2 量子阱太阳能电池
主要内容:
1、第三代太阳能电池技术的类型 2、各种太阳能电池技术的特点 3、量子点和量子阱太阳能电池
6.2 量子阱太阳能电池
量子阱太阳能电池结构类型:
1、量子阱电池采用p-i-n结构; 2、i层为电池的吸光材料,采用量子阱结构; 3、量子阱是厚度满足某种条件的薄膜,包括多 层交替分布的势垒层和势阱层
太阳能发电过程中的三大能量损失:
低于材料带隙的光不被 吸收 辐射复合 转换比例损失各种复合损失 俄歇复合 体、表面复合 高于带隙的能量损失
6.1概述
太阳能发电过程中的三大能量损失:
电池串联电阻损失 电流传输损失 电池漏电损失
有些损失可以通过电池工艺技术改进来减 少和消除。然而另外一些损失具有物理本质规 律,采用普通方法无法减少或消除。
6.2 量子阱太阳能电池
1、多载流子电池技术原理:
在没有聚光的情况下理论最大转换效率为 43%,在最大聚光情况下,理论最大转换效率 为85%。
6.2 量子阱太阳能电池
2、热载流子电池技术原理:
载流子收集必须发生在载流子冷却阶段之 前,即载流子必须迅速穿越电池或者采用某种 方法减慢载流子的冷却速率。这需要特别的接 触来阻止载流子的冷却。 这种电池的理论效率 极限接近无限叠层电池极 限效率的86.8%。
(Shockley-Queisser)详细平衡的计算法:
6.1概述
推算的主要损失; 1、低于材料带隙的光子不被电池吸收; 2、一个光子只产生一个电子; 3、高于带隙的能量将以热量的形式损失掉。
ΔE
导带
(Shockley-Queisser)详细平衡的计算法:
价带
6.1概述
推算的原理; 利用下面效率的计算式,根据前面的三种 能量损失,分别计算出电池的短路电流、开路 电压、填充因子三个电参数,从得出效率极限。
导带Ⅱ
导带Ⅰ
价带
6.2 量子阱太阳能电池
3、叠层电池的结构:
GaInP顶电池带隙为1.89电子伏特,GaAs中 间电池的带隙为1.42电子伏特,Ge底电池的带隙 为0.67电子伏特。
6.2 量子阱太阳能电池
4、多带隙太阳能电池技术:
通过对基质材料进行修饰产生中间能级或中 间能带,中间能级或中间能带又产生多个能隙, 以便吸收宽能量范围的光子。通过带隙中的杂质 态进行两步产生,来利用次带隙光子(能量低于 带隙的光子)。
(Shockley-Queisser)详细平衡的计算法:
U OC
kT2 q
I ph ln 1 I0
Eg 1 I 0 c exp C Eg kT 2 kT2 e
6.1概述
开路电压的分析; 开路电压与材料的带隙有关,带隙越大, 开路电压越大。 V0C
(Shockley-Queisser)详细平衡的计算法:
I SC U OC FF I光
6.1概述
短路电流的计算; 短路电流等于光生电流,等于单位时间通 过电池横截面的电量,电量等于电子数乘以电 子电量,电子数等于光子数。
(Shockley-Queisser)详细平衡的计算法:
I SC I ph A q f wEgT2
6.1概述
太阳能电池极限效率的几种推算方法:
1、基于能量守恒定律的推算; 根据能量转换守恒定律,可以推算出极限 效率为100%。
6.1概述
太阳能电池极限效率的几种推算方法:
2、根据卡若循环原理推算; 考虑发出太阳能光谱的热源温度T1为 6000K,电池的使用温度T2为300K。根据卡若 循环原理,可以通过下式计算转换效率。
6.2 量子阱太阳能电池
量子点太阳能电池结构类型及特点:
1、PiN结构量子点太阳能电池。 量子点结构位于电池的i层。起到吸收太阳 能光,产生载流子的作用。
6.2 量子阱太阳能电池
量子点太阳能电池结构类型及特点:
2、染料敏化量子点太阳能电池。 量子点敏化电池是用量子点替代染料分子。 相对于染料分子,量子点具有光学特性可调、 与固态空穴导体形成更好的异质结、以及具有 多载流子效应等优势。
6.2 量子阱太阳能电池
量子点太阳能电池—量子点材料特点:
1、具有多载流子效应:一个光子产生多个电子 -空穴对。 2、具有热载流子效应:在量子点中,热载流子 冷却速率会戏剧性地减少。 3、具有多带隙的特征。
6.2 量子阱太阳能电池
量子点太阳能的结构类型:
1、PiN结构量子点太阳能电池。 2、染料敏化量子点太阳能电池。 3、量子点分布在有机物太阳能电池中。
1、光子能量大于带隙时,大于带隙的那部分能 量以热的形式散发出去(占33%)。 2、低于带隙的光不被吸收而从电池透射出; (占23%)。
6.1概述
由于物理本质导致极限效率损耗的因数:
3、PN结和接触处的电压损失。
作业
1、简述二氧化钛染料敏化电池的工作原 理(过程); 2、简述染料敏化电池的优点和缺点; 3、肖克来(Shcokley-Queisser)效率 极限计算没有考虑了哪些损失?
(Shockley-Queisser)详细平衡的计算法:
Eg
6.1概述
填充因子的计算; 对于无传输能量损失,填充只于开路电压 有关。
(Shockley-Queisser)详细平衡的计算法:
V0C lnVOC 0.72 FF FF0 VOC 1
U OC kT2 / q
VOC
6.2 量子阱太阳能电池
7、利表面等离子体电池技术:
使用表面等离子体可以使特定波长光子的吸 收得到选择性的提高。金属颗粒覆盖在电池的表 面,且金属颗粒的尺寸远小于光子的波长。 图是20纳米到100纳米的银颗粒覆盖的情况, 对于波长大于700纳米的光子吸收增强明显。
6.2 量子阱太阳能电池
8、纳米天线太阳能电池技术:
太阳能电池 太阳光
I0 IR
透射光 输出电能
E
射入光 IT
产生电能
E0
内耗电能 图1
反射光
6.1概述
太阳能发电过程中的三大能量损失:
前表面反射损失 光学损失后表面透射损失 前电极栅线损失
太阳能电池 太阳光
I0 IR
透射光 输出电能
E
射入光 IT
产生电能
E0
内耗电能
反射光
图1
6.1概述
3 2
2k x dx 3 E g T2 3 2 T2 x h c e 1 E g / kT2
6.1概述
短路电流的分析; 短路电流只与材料的带隙有关,带隙越小 短路电流越大。
(Shockley-Queisser)详细平衡的计算法:
6.1概述
开路电压的计算; 开路电压与光生电流和饱和电流有关。
采用纳米材料结构,利用光是一种电磁波, 利用天线对电磁、第三代太阳能电池技术的类型 2、各种太阳能电池技术的特点 3、量子点和量子阱太阳能电池
6.2 量子阱太阳能电池
量子点太阳能电池—量子点材料:
量子点(QuantumDots一QDs)是准零维的 纳米材料,由少量的原子所构成。是指颗粒半 径(或三个维度的尺寸)小于材料激子玻尔半径的 金属或半导体颗粒,因此量子点又被称为“人 造原子”。
6.2 量子阱太阳能电池
第三代太阳能电池技术的主要类型:
6、聚光太阳能电池技术 采用聚光可以减少电压损失。 7、表面等离子体电池技术 通过特殊材料设计,在禁带中间引入中间 带隙和杂质能级。 8、纳米天线太阳能电池技术
6.2 量子阱太阳能电池
主要内容:
1、第三代太阳能电池技术的类型 2、各种太阳能电池技术的特点 3、量子点和量子阱太阳能电池
6.1概述
讨论太阳能电池转换效率极限的意义:
1、为太阳电池发展方向提高参考方向,能更好 理解电池转换效率的发展历程; 2、对于技术的改进提供参考依据。
6.1概述
太阳能电池极限效率的几种推算方法:
1、基于能量守恒定律的推算; 2、根据卡若循环原理推算; 3、肖克来(Shockley-Queisser)详细平衡的 计算法
第一、二代太阳能电池极限效率的损耗因数:
6.2 量子阱太阳能电池
第三代太阳能电池技术的主要类型:
1、多载流子产生技术 一个光子产生两对(或者两对)以上电子 空穴对。 2、热载流子电池技术 产生的高能电子在放热前被快速导出。
ΔE
导带
价带
6.2 量子阱太阳能电池
第三代太阳能电池技术的主要类型:
3、叠层太阳能电池 将不同带隙的电池堆叠在一起。 4、多带隙太阳能电池技术 通过特殊材料设计,在禁带中间引入中间 带隙和杂质能级。 5、利用光谱转换材料
6.1概述
主要内容:
1、复习太阳能发电过程中的能量损失 2、讨论太阳能电池转换效率极限的意义 3、太阳能电池效率极限的方法 4、肖克来(Shockley-Queisser)极限效率的计 算过程 5、理论极限效率中的损耗分析,第三代太阳能 电池概念
6.1概述
太阳能发电过程中的三大能量损失:
1、光学损失 2、光电转换比例损失 3、电流传输过程中的损失
6.2 量子阱太阳能电池
5、利用光谱转换材料:
普通的硅太阳电池,当光子能量在1.12电子 伏特时其转换效率最高,接近100%。所以将太 阳光谱转换能量在1.12电子伏特的光子,普通硅 太阳电池转换效率会得到很大的提升。 将高能光子转化为低能光子材料应在电池的 前端,而将低能光子转化为高能光子材料应在电 池的后端,并配有反射装置。