太阳能电池毕业设计

【篇一：太阳能电池模拟毕业论文】

湖北大学

本科毕业论文（设计）

题目新型硅基薄膜太阳能电池器件的设计与模拟

姓名彭真学号2006221105220021

专业年级06 电科

指导教师高云职称教授

2010年 5 月 5 日

绪论 (1)

1 光伏太阳能电池的原理 (2)

1.1 光电池的电流电压特性 (2)

1.2 描述太阳能电池的参数 (3)

1.3 影响太阳电池转换效率的因素 (4)

2 模拟软件amps-1d的介绍 (6)

3 单晶硅太阳能电池的设计与模拟 (8)

3.1 单晶硅太阳能电池的研究概况及单晶硅性质 (8)

3.2 设计与模拟结果 (9)

3.2.1 单晶硅的性能参数 (9)

3.2.2 单结型改变厚度 (9)

3.2.3 单结型改变掺杂浓度 (12)

3.2.4 改变结构 (13)

3.3 结论 (14)

4 多晶硅太阳能电池的设计与模拟 (15)

4.1 多晶硅太阳能电池的研究概况及多晶硅性质 (15)

4.2 设计与模拟结果 (15)

4.2.1 多晶硅的性能参数 (15)

4.2.2 单结型改变厚度 (16)

4.2.3 改变掺杂浓度 (18)

4.2.4 改变结构 (20)

4.3 结论 (21)

5 非晶硅太阳能电池的设计与模拟 (21)

5.1 非晶硅太阳能电池的研究概况及非晶硅性质 ..........................

5.2 设计与模拟结果 (23)

5.2.1 非晶硅的性能参数 (23)

5.2.2 p-i-n型设计与模拟 (23)

5.2.3 改变结构 (29)

5.3 结论 (30)

总结 (31)

参考文献 (32)

新型硅基薄膜太阳能电池器件的设计与模拟

摘要

本论文首先介绍了太阳能电池的光伏原理及其发展概况，并采用amps-1d软件模拟分析了单晶硅、多晶硅、和非晶硅太阳能电池的

光伏特性与器件结构的关系。通过采取pn结和pin结两种基本结构，改变各层厚度和掺杂浓度，研究厚度和掺杂对太阳能电池转化效率、填充因子、短路电流以及开路电压的影响。通过优化提出最佳电池

结构设计。

【关键词】硅基太阳能电池模拟 amps-1d

the modelling and simulation of new-type

silicon-based solar cell

abstract

this thesis briefly introduced the basic pv mechanism and the development in pv cell. amps-1d software was utilized to simulate the photovoltaic property of various device structures for single crystal si, poly-si and amorphous si solar cell. all the parameters used in the simulations were obtained from the reported experimental data. the basis structures were pn and

pin diodes. by varing the thickness and the doping concentration of various layers, the photoelectric conversation efficiency, fill factor, short circuit current and open circuit voltage were studied. the best conversation efficiencies were obtained by optimizing the device structures.

【key words】 silicon-based solar cell, modelling, amps-1d simulation

绪论

自从1983年法国人贝克勒尔发现“光生伏特效应”以来，历经100

多年的发展，太阳能电池技术已经发展成为了一个相当庞大的学科，同时伴随着产生了一个相当庞大的产业链。

从产生技术的成熟度来区分，太阳能电池可以分成：

? 第一代太阳能电池：晶体硅太阳能电池

? 第二代太阳能电池：各种薄膜太阳能电池，包括：非晶硅薄膜太

阳能电池（a-si）、碲

化铬太阳电池（cdte）、铜铟镓硒太阳电池（cigs）、砷化镓太阳

电池、纳米二氧化钛

染料敏化太阳能电池。

? 第三代太阳电池：各种叠层太阳能电池、热光伏电池（tpv）、量

子阱及量子点的超晶

格太阳电池、中间带太阳电池、上转换太阳电池、下转化太阳电池、热载流子太阳电

池、碰撞离化太阳电池等新概念太阳电池。

其中，第一代太阳电池已经进入大规模产业化阶段，有部分种类已

经实现量产，但是技术成熟程度还有待提高。第三代太阳电池是向

着超高效率的方向努力，具备真正突破现有技术瓶颈的概念，但是

目前这种电池还只是停留在概念及理论设计阶段，甚至没有成型的

产品问世。

太阳电池从所使用的材料来区分，又可区分为：

硅基太阳电池：以硅材料为基本材质，其中包括：单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池、非晶硅薄膜太阳电池、纳米硅薄膜太阳电池、微

晶硅薄膜太阳电池、非晶硅/晶体硅异质结太阳电池。Ⅱ-Ⅵ族材料太

阳电池：cdte太阳电池、cigs太阳电池。

Ⅲ-Ⅴ族太阳电池：gaas系列多结太阳电池、热光伏太阳电池。

染料敏化太阳电池：主要利用染料对于太阳电池光谱吸收的可变性，与二氧化钛材料组装在一起，制备成可供多种吸收波段的太阳电池

器件。

有机材料电池：正在开发使用有机材料制备出类似叶绿素的太阳电池。

如果从来料方面来评价太阳电池在未来的地位，人们有理由认为，

只有硅基材料的太阳能电池在未来最有可持续性。因为硅在地球上

的丰度为26%，仅次于氧属于世界上第二丰富的材料，相比之下其

他电池相关材料的丰度都有限，难以在太阳电池产业中形成支配性

的地位。因此，在未来世界太阳电池的主流产品仍旧为硅基太阳电池。

目前，由于使用了氮化硅反射膜技术，使得单晶硅太阳电池的效率

达到16.5%。而多晶硅电池使用了表面织构化技术、氮化硅减反射

膜和表面钝化技术，其效率达到14.5%-15%。由于硅基太阳电池和

半导体行业的发展使得高纯硅材料的供应空前紧张，因此，主流太

阳电池的产业化技术进展主要是进行硅片的超薄化，晶体太阳电池

的厚度已经降到了200-230um，在近几年内还将继续下降到180um。如此薄的硅片为太阳电池的制备增加了难度，指的制备技术有很大

的改进，包括新型水平清洗技术、链式扩散技术、硼背场技术、激

光去边技术等等。而且，也要求整条生产线具有更高的自动化水平，出现全自动的生产线，以降低破损率。

太阳电池实验室技术也有了很大的进展。澳大利亚华裔科学家赵建

华保持了单晶硅太阳能电池的最高纪录：24.7%。在这种太阳能电池

技术中使用了倒金字塔结合双层减反射膜以降低表面的反射；采用

了硼背场结合背表面钝化技术减少背表面的复合效应；采用了前后

电极的选择性扩散以减少以减少欧姆接触。经过这些技术的改进才

到达这样高的效率，这种效率已经非常接近晶体硅太阳电池的理论

效率。美国的sunpower公司制备了一种将p型电极和n型电极全

部做在背面的太阳能电池，大大提高了太阳电池的效率，使得产业

化太阳电池的效率提高到20%以上。日本的三洋公司用非晶硅的pecvd技术与晶体硅衬底相结合的太阳电池技术，制备出了hit太阳

电池，其效率达到21%以上，大面积产业化效率达到19.3%。这种

电池可以双面受光，制造成本较低。

本文主要用amps-1d（a one-dimensional device simulation program for the analysis of

【篇二：有机太阳能电池封装技术毕业设计】

1有机太阳能电池概述

1.1 研究背景

随着化石能源的日益枯竭,可再生能源的寻求已经迫在眉睫，太阳能

作为一种取之不尽、用之不竭的绿色能源受到了人们的关注。据统计，地球表面接受的太阳能辐射达到全球需求能源的一万倍，地球

每平方米平均每年受到的辐射可发电289kw.h，在全球4%的沙漠上

装太阳光伏系统，就足以满足全球能源需求。因此光伏发电具有广

阔的发展空间。目前占光伏市场主导地位的是单晶硅和多晶硅太阳

能电池。但是,昂贵的成本是限制无机太阳能电池进一步发展的重要

因素。并且，中国多晶硅价格从去年最高的超过300万元/吨，下降

至目前大约120万元/吨。薄膜太阳能电池等由于成本低,市场份额迅

速扩大，这不仅对传统晶硅电池价格形成压制，同时在一定程度上

降低了太阳能发电成本。

从20世纪70年代开始人们就越来越关注有机太阳能的研制。在导

电聚合物上的研发利用取得很大的进步，有机半导体成为硅半导体

的替代品指日可待。机导电聚合物有其独特的优势：有机分子可以

经过加工，不需要得到晶体状无机半导体。特别是聚合物半导体的

优越性是与廉价的加工技术联系在一起。大量的研究表明，导电聚

合物是集各种性能于一身的半导体材料。导电聚合物又称导电高分子,是通过参杂手段,能使得电导率在半导体和导体范围内的聚合物.自1970年代第一种导电聚合物—聚乙炔发现以来,一系列星星导电聚合

物相继问世.常见的导电聚合物有聚乙炔,聚噻吩,聚吡咯,聚苯胺,聚苯撑,聚苯撑乙烯,和聚双炔等.有机薄膜聚合物的快速发展，为有机薄膜

太阳能电池的发展，提供有力的支持。机薄膜太阳能电池也是一种

薄膜器件，现在的各种成熟的薄膜制造技术为有机薄膜太阳能电池

的发展提供技术保障。有机聚合物太阳能电池具有可重复利

用，质量轻，柔性强，对环境无污染，低成本，制作过程简易迅速

等优点。

2.8%提高到5.5%。2012年,do等[6]报道了效率高达8.62%的反型

结构叠层太阳能电池,主要釆用了更高效的低带隙材料作为子电池的

活性层。2013年,you等[7]继续优化低带隙聚合物并釆用dou等所

报道的器件结构,制备的叠层太阳能电池效率首次突破10% (达到

10.6%)。

1.2 有机太阳能电池的基本结构

1.2.1单层有机太阳能电池器件

单层太阳能电池是由一层同质单一极性的有机半导体嵌入电极之间

而组成的电池器件，如图1-1(a)，其结构为:玻璃基片/电极/同质活性

层/电极，阳极一般是ito，阴极一般是功函数低的金属al，ag，ca，mg等。在有机单层器件中，两个电极功函数差别导致的内建电场是

激子解离

为电子和空穴的主要驱动力，然而，内建电场一般不足以将有机材

料的激子解离，所以激子解离效率极低。从而导致单层结构光电转

换效率很低。

1.2.2双层异质结有机太阳能电池器件

双层异质结有机太阳能电池的给体和受体材料分层于阴极和阳极两

个电极间组成平面型d-a界面，如图1-1(b)，其结构为：玻璃基片/

阳极/给体材料/受体材料/金属阴极，在双层异质结太阳能电池器件中电荷分离的主要驱动力是给体和受体的lumo的能极差（给体和受体界面的电子势垒）。在界面处较大的势垒更有利于激子的解离。和

单层器件对比，双层异质结器件的优点在于提供更好的电子空穴通道。电子和空穴分别在n型受体材料中和p型给体材料中传输，使

电荷分离效率增大，自由电荷重新复和率减小。

1.2.3 体异质结有机太阳能电池器件

本体异质结有机太阳能电池的给体和受体在活性层中是充分混合的，d-a界面存在于整个活性层。如图1-1(c)，其结构为：玻璃基片/阳极/混合活性层材料/金属阴极，与双层异质结相似，都是用d-a界面效

应来转移电荷。区别在于本体异质结在整个活性层产生电荷分离，

而双层异质结只在界面处产生电荷分离，所以本体异质结器件中激

子解离效率较高，复合的概率较

小，本体异质结有机太阳能电池活性层材料的形貌和受体/给体的混

合程度，对光电流的产生和能量转换效率有很大的影响。粒径的尺

寸太大会降低电荷的分离效率，太小会阻碍电荷的传输，因此，优

化材料粒径大小可以较好的提高电荷分离效率和输运效率。

二元体异质结有机太阳能电池的活性层材料中包含一种给体材料和

一种受体材料，而近研究发现的三元有机太阳能电池包括两种给体

材料和一种受体材料或两种受体材料一种给体材料，能够扩展宽带

隙聚合物材料

的吸收光谱至近红外区域，这种方法简单有效。和传统的二元体系

有机太阳能电池相比，三元有机太阳能电池具有一定的优势。通过

合理的设计，在主体系中引入适当第三种材料，有源层的能级和吸

收光谱能够得到调节。能级的调节有助于提升有机太阳能电池的开

路电压，进而提升电池的光电转换效率，同样，有源层吸收光谱的

扩展能够增大其对太阳光子的捕获，提升短路电流。此外，级联的

能级结构可以促进载流子的传输，形貌的改善有益于激子的解离和

载流子的收集，能量传递能够辅助激子解离，提高激子的解离效率。综合运用三元有机太阳能电池的这些优势，提高对三元有机太阳能

电池机理的理解，将有助于推动有机太阳能电池的发展。

1.2.4 叠层结构有机太阳能电池器件

叠层结构有机太阳能电池器件是将多个单元器件串联做成一个器件，从而最大限度的吸收太阳光谱，使电池的开路电压和效率得到提高。如图1-1(d)，其结构为：玻璃基片/阳极(透明)/活性单元结构1/连接

层/活性单元结构2/阴极（背电极），太阳光谱的能量分布很宽，而

一般材料的吸收范围都是有限的，单一材料只能吸收部分太阳光谱

能量。叠层结构的电池利用不同种类材料的不同光谱吸收范围，提

高对太阳光谱的吸收，从而提高效率。由于串联的原因，叠层结构

电池的开路电压一般大于其子单元结构的开路电压，其转换效率主

要受到光生电流的限制。因此，更好的选择各子电池的能隙宽度和

厚度是叠层结构电池设计的关键，保证各个子电池之间的欧姆接触，从而得到高的转换效率。

(a)

)

图1-1 有机太阳能电池结构

1.3 有机太阳能电池工作原理

有机太阳能电池的基本原理是光生伏特效应。器件的活性层吸收光,

并通过光电效应将其转化为电能。有机异质结的活性层通常是由n

型(电子传输有利)和p型(空穴传输有利)两种不同类型的导电材料组

成的。当能量大于禁带宽度的光入射到太阳能电池器件上时,器件的

活性层材料会吸收入射光,入射的光子会激发产生不平衡的电子-空穴对, 即激子，如图1-2(a)。激子在薄膜内会进行自由扩散。当激子扩

散至异质结处时,由于内建电场的作用,激子发生解离,p型材料的电子

进入到n型材料,n型材料的空穴进入到p型材料，如图1-2(b)。p

型材料积累的空穴和n型材料积累的电子产生了由p型材料指向n

型材料的电场,这个电场的方向与内建电场的方向相反,在平衡时场强

与内建电场相等,这就是光生伏特效应。在生成载流子之后,电子和空

穴分别在n型材料和p型材料传输。最

【篇三：太阳能光伏电源毕业设计】

学生毕业设计（论文）

题目太阳能光伏电源毕业设计

学院兰州职业技术学院

专业光伏材料加工与应用

班级 2012级光伏（2）班

姓名康国鹏

学号20120058

指导教师

完成日期 2015年月

摘

要 ....................................................................................................... .......................................

abstract ............................................................................................. .........................................

1 绪

论 ....................................................................................................... (1)

2太阳能光伏电源系统的原理及组

成 (2)

2.1太阳能电池方

阵 ....................................................................................................... (2)

2.1.1太阳能电池的工作原

理 (3)

2.1.2 太阳能电池的种类及区

别 (3)

2.1.3太阳能电池组

件 ....................................................................................................... .. (3)

2.2 充放电控制

器 ....................................................................................................... (4)

2.2.1充放电控制器的功

能 (5)

2.2.2 充放电控制器的分

类 (5)

2.2.3 充放电控制器的工作原

理 (6)

2.3蓄电池

组 ....................................................................................................... (7)

2.3.1太阳能光伏电源系统对蓄电池组的要

求 (7)

2.3.2铅酸蓄电池组的结

构 (8)

2.3.3铅酸蓄电池组的工作原

理 (8)

2.4直流-交流逆变

器 (9)

2.4.1逆变器的分

类 (9)

2.4.2太阳能光伏电源系统对逆变器的要

求 (10)

2.4.3逆变器的主要性能指

标 (10)

2.4.4逆变器的功率转换电路的比

较 (12)

3太阳能光伏电源系统的设计原理及其影响因

素 (15)

3.1太阳能光伏电源系统的设计原

理 (15)

3.1.1太阳能光伏电源系统的软件设

计 (15)

3.1.2太阳能光伏电源系统的硬件设

计 (16)

3.2太阳能光伏电源系统的影响因

素 ............................................................................ 18 4太阳能应用及在我国的分布状况. (19)

5 总

结 ....................................................................................................... ............................... 21 致

谢 .......................................................................................................

....................................... 参考文

献 ....................................................................................................... ...............................

摘要

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上蓄电池组，充放电控制器，逆变器等部件就形成了光伏发电装置。本文首先介绍了太阳能光伏电源系统的原理及其组成，初步了解了光生伏打效应原理及其模块组成，然后进一步研究各功能模块的工作原理及其在系统中的作用，最后根据理论研究成果，利用硬件和软件相结合的方法设计出太阳能光伏电源系统，以及研究系统的影响因素。

关键词：光生伏特效应；太阳能电池组件；蓄电池组；充放电控制器；逆变器

topic：

the design of photovoltaic power

abstract

photovoltaic power generation is a technology of being energy directly into electrical energy on semiconductor photo-voltaic effect .the key components of this technology is the solar cell. solar cells in series can be formed after the package to protect a large area of solar cells, together with the battery, charge and discharge controller, inverter and other components to form a photovoltaic device. this paper introduces the principle of solar photovoltaic power system and its components, a preliminary understanding of the principle of photovoltaic effect and its modules, and then further study the working principle of each functional module and its role in the system, the final results of theoretical studies based the use of hardware and software combination designed a solar photovoltaic power systems, and study the impact of system factors.

keywords ： photo-voltaic effect； solar cells； batteries; charge and discharge controller; inverte

1 绪论

人类社会进入21世纪，正面临着化石燃料短缺和生态环境污染的严重局面。廉价的石油时代已经结束，逐步改变能源消费结，大力发

展可再生能源，走可持续发展的道路，已逐渐成为人们的共识。

太阳能光伏发电具有独特的优点，近年来正在飞速发展。太阳能电

池的产量年增长率在40%以上，已成为发展最迅速的高新技术产业

之一，其应用规模和领域也在不断扩大，从原来只在偏远无电地区

和特殊用电场合使用，发展到城市并网系统和大型光伏电站。尽管

目前太阳能光伏发电在能源结构中所占比例还微不足道，但是随着

社会的发展和技术的进步，其份额将会逐步增加，可以预期，到21

世纪末，太阳能发电将成为世界能源供应的主体，一个光辉的太阳

能时代将到来。

我国的光伏产业发展极不平衡，2007年太阳能电池的产量已经超过

日本和欧洲而居世界第一，然而光伏应用市场的发展却非常缓慢，

光伏累计安装量大约只占世界的1%，应用技术水平与国外相比还有

相当大的差距。光伏产品与一般机电产品不同，必须很据负载的要

求和当地的气象、地理条件来决定系统的配置，由于目前光伏发电

成本较高，所以应进行优化设计，以达到可靠性和经济性的最佳结合，最大限度的发挥光伏电源的作用。

为了提高太阳能的转换效率，获取更多的有效能源，满足人类的能

源供应，世界各国在研究太阳能光伏系统中都投入了大量的人力与

物力。我国对太阳能光伏电源系统的研究还处于世界低等水平，产

品的性能还有待提高，为迎接未来能源短缺带来的严峻挑战，我们

应该加大对太阳能光伏系统的研究，以满足人类未来对能源的需求。本文从理论出发，阐述了太阳能光伏电源的原理及其组成结构；结

合科研实际，应用硬件和软件结合的方法，设计了简易的太阳能光

伏电源模拟系统。根据这个简易系统研究分析了太阳能光伏电源的

影响因素，合理优化了系统的配置，以提高系统的性能，最终提高

了太阳能的转换效率。

系统设计背景

所谓光伏电源系统，就是利用太阳电池半导体材料的光生伏特效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统。

“光生伏特效应”，简称“光伏效应”。指光照使不均匀半导体或半导

体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。它首先是由光子（光波）转化为电子、光能量转化

非晶硅太阳能电池研究毕业论文

非晶硅太阳能电池赵准（吉首大学物理与机电工程学院，湖南吉首 416000）摘要：随着煤炭、石油等现有能源的频频告急和生态环境的恶化．使得人类不得不尽快寻找新的清洁能源和可再生资源。其中包括水能、风能和太阳能，而太阳能以其储量巨大、安全、清洁等优势使其必将成为21世纪的最主要能源之一。太阳是一个巨大的能源，其辐射出来的功率约为其中有被地球截取，这部分能量约有的能量闯过大气层到达地面，在正对太阳的每一平方米地球表面上能接受到1kw左右的能量。目前分为光热发电和光伏发电两种形式。太阳能热发电是利用聚光集热器把太阳能聚集起来，将一定的工质加热到较高的温度（通常为几百摄氏度到上千摄氏度），然后通过常规的热机动发电机发电或通过其他发电技术将其转换成电能。光伏发电是利用界面的而将光能直接转变为电能的一种技术。目前光—电转换器有两种：一种是光—伽伐尼电池，另一种是光伏效应。由一个或多个太阳能电池片组成的太阳能电池板称为光伏组件，将光伏组件串联起来再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。因为光伏发电规模大小随意、能独立发电、建设时间短、维护起来也简单．所以从70年代开始光伏发电技术得到迅速发展，日本、德国、美国都大力发展光伏产业，他们走在了世界的前列，我国在光伏研究和产业方面也奋起直追，现在以每年20％的速度迅速发展。关键词：光伏发电；太阳能电池；硅基太阳能电池；非晶硅太阳能电池

1.引言 1976年卡尔松和路昂斯基报告了无定形硅（简称a一Si）薄膜太阳电他的诞生。当时、面积样品的光电转换效率为2．4％。时隔20多年，a一Si太阳电池现在已发展成为最实用廉价的太阳电池品种之一。非晶硅科技已转化为一个大规模的产业，世界上总组件生产能力每年在50MW以上，组件及相关产品销售额在10亿美元以上。应用范围小到手表、计算器电源大到10Mw级的独立电站。涉及诸多品种的电子消费品、照明和家用电源、农牧业抽水、广播通讯台站电源及中小型联网电站等。a一Si太阳电池成了光伏能源中的一支生力军，对整个洁净可再生能源发展起了巨大的推动作用。非晶硅太阳电他的诞生、发展过程是生动、复杂和曲折的，全面总结其中的经验教训对于进一步推动薄膜非晶硅太阳电池领域的科技进步和相关高新技术产业的发展有着重要意义。况且，由于从非晶硅材料及其太阳电池研究到有关新兴产业的发展是科学技术转化为生产力的典型事例，其中的规律性对其它新兴科技领域和相关产业的发展也会有有益的启示。本文将追述非晶硅太阳电他的诞生、发展过程，简要评述其中的关键之点，指出进一步发展的方向。 2.太阳能电池概述 .太阳能电池原理太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应把光能转化成电能的装置。太阳能电池以光电效应工作的结晶体太阳能电池和薄膜式太阳能电池为主流，而以光化学效应工作的湿式太阳能电池则还处于萌芽阶段。太阳能电池工作原理的基础是半导体PN结的光生伏特效应。所谓光生伏特效应就是当物体受到光照时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。为了理解太阳能电池的运做，我们需要考虑材料的属性并且同时考虑太阳光的属性。太阳能电池包括两种类型材料，通常意义上的P型硅和N型硅。在纯净的硅晶体中，自由电子和空穴的数目是相等的。如果在硅晶体掺杂了能俘获电子的硼、铝、镓、铟等杂质元素，那么就构成P型半导体。如果在硅晶体面中掺入能够释放电子的磷、砷、锑等杂质元素，那么就构成了N型半导体。若把这两种半导体结合在一起，由于电子和空穴的扩散，在交接面处便会形成PN结，并在结的两边形成内建电场。太阳光照在半导体 p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由n 区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。这就是光电效应，也是太阳能电池的工作原理。太阳能电池种类太阳能电池的种类有很多，按材料来分，有硅基太阳能电池（单晶，多晶，非晶），化合物半导体太阳能电池（砷化镓（GaAs），磷化铟（InP），碲化镉（CdTe）, 铜铟镓硒（CIGS）），有机聚合物太阳能电池(酞青，聚乙炔)，染料敏化太阳能电池，纳米晶太阳能电池；按结构来分，有体结晶型太阳能电池和薄膜太阳能电池。

光电池的应用设计论文

第一部分摘要引言一、摘要光电传感器作为“为机器安装眼睛与大脑工程”的重要环节,目前已深入到国民经济各个部门，成为跨行业应用的器件。本文根据传感器原理不同，从工作原理、结构及基本特性参数介绍了几种光电传感器，并以光电池为例介绍了和分析了两种实用电路，最后介绍了光电池电路的拓展功能以及光电传感器的应用前景。关键词：光电传感器光电池光控换向二、引言目前，光电传感器已经深入到国民经济各个部门，成为跨行业应用的器件，它被广泛应用到工业生产的许多方面，凡是需要观察和检测的场所都有应用的可能。它的非接触性、无损害、不受电磁干扰、能远距离传送信息以及远距离操纵控制等优点是得到广泛应用的保障。它在航天、航空、石油、化工、国防、安全、旅游、交通、城市建设和农业生产等领域都得到广泛的应用。光电传感器使人类有效地扩展了自身的视觉能力，使视觉的长波限延伸到亚毫米波（THz波），短波限延伸到紫外线、X射线、Y射线，乃至高能粒子，响应速度达到纳秒级，能够到人们无法达到的场所，将那里发生的瞬间变化过程与长时间历史经历过程记录下来，供人们使用。

第二部分设计目的课程设计目的传感器技术课程设计的目的是使学生能够将《传感器技术》课程的内容与实际应用有机的联系起来，形成测量控制系统的概念，掌握智能检测（或仪表）系统设计的基本思想和方法。培养学生综合运用基础及专业知识的能力，提高解决实际工程技术问题的能力；加强查阅相关图书资料、产品手册和各种工具书的能力；提高书写技术报告和编制技术资料的能力。第三部设计过程一、光电池简介 1、概述光电池是一种用途很广的光敏器件，其优点是体积小、重量轻、寿命长、性能稳定、光照灵敏度较高、光谱响应频带较宽且本身不耗能，是小型化、微功耗仪器中常见的换能器件。当光电池受到光照时不需要外加其他形式的能量即可产生电流输出，电流大小反映了光照强度大小。 2、光电池原理与结构光电池是利用光生伏特效应吧光能直接转变成电能的光电器件。由于它能够把太阳能直接转变为电能，因此又称为太阳电池，其实质就是一个电压源。光电池的种类有硒光电池、氧化亚铜光电池、砷化镓光电池、硅光电池（本次设计所使用到的光电池传感器）、硫化铊光电池等。目前应用最广、最有发展前途的是硅光电池和硒光电池。硅光电池价格便宜，转化效率高，寿命长，适合于接受红外光，硒光电池的光电转换效率低。寿命短，适合接受可见光。 2.1 相关元件；感光元件，LED指示灯，电容，电阻，二极管等 3、硅光电池的基本结构按硅光电池衬底材料不同科分为2DR型和2CR型。如图a所示为2DR型硅光电池，它是以P型硅材料为衬底（即在本征型硅材料中渗入三价元素或镓等）然后再衬底上扩散而形成N型层并将其作为受光面。硅光电池的受光面的输出电极多做成如图b所示为硅光电池的外形，图所示的梳齿状或“E”字型电极，其目的是减小硅光电池的内阻。

三种主要的薄膜太阳能电池详解

三种主要的薄膜太阳能电池详解摘要：上述电池中，尽管硫化镉薄膜电池的效率较非晶硅薄膜太阳能电池效率高，成本较单晶硅电池低，并且也易于大规模生产，但由于镉有剧毒，会对环境造成严重的污染，因此，并不是晶体硅太阳能电池最理想的替代。砷化镓III-V化合物及铜铟硒薄膜电池由于具有较高的转换效率受到人们的普遍重视。关键字：薄膜太阳能电池, 砷化镓, 单晶硅电池单晶硅是制造太阳能电池的理想材料，但是由于其制取工艺相对复杂，耗能大，仍然需要其他更加廉价的材料来取代。为了寻找单晶硅电池的替代品，人们除开发了多晶硅，非晶硅薄膜太阳能电池外，又不断研制其它材料的太阳能电池。其中主要包括砷化镓III-V族化合物，硫化镉，碲化镉及铜锢硒薄膜电池等。来源:大比特半导体器件网上述电池中，尽管硫化镉薄膜电池的效率较非晶硅薄膜太阳能电池效率高，成本较单晶硅电池低，并且也易于大规模生产，但由于镉有剧毒，会对环境造成严重的污染，因此，并不是晶体硅太阳能电池最理想的替代。砷化镓III-V化合物及铜铟硒薄膜电池由于具有较高的转换效率受到人们的普遍重视。来源:大比特半导体器件网砷化镓太阳能电池 GaAs属于III-V族化合物半导体材料，其能隙为 1.4eV，正好为高吸收率太阳光的值，与太阳光谱的匹配较适合，且能耐高温，在250℃的条件下，光电转换性能仍很良好，其最高光电转换效率约30%，特别适合做高温聚光太阳电池。砷化镓生产方式和传统的硅晶圆生产方式大不相同，砷化镓需要采用磊晶技术制造，这种磊晶圆的直径通常为4—6英寸，比硅晶圆的12英寸要小得多。磊晶圆需要特殊的机台，同时砷化镓原材料成本高出硅很多，最终导致砷化镓成品IC成本比较高。磊晶目前有两种，一种是化学的MOCVD，一种是物理的MBE。GaAs等III-V化合物薄膜电池的制备主要采用MOVPE和LP E技术，其中MOVPE方法制备GaAs薄膜电池受衬底位错，反应压力，III-V比率，总流量等诸多参数的影响。GaAs(砷化镓)光电池大多采用液相外延法或MOCVD技术制备。用GaAs作衬底的光电池效率高达29.5%(一般在19.5%左右) ，产品耐高温和辐射，但生产成本高，产量受限，目前主要作空间电源用。以硅片作衬底，MOCVD技术

基于单片机的太阳能充电器的设计毕业设计(论文)

毕业论文声明本人郑重声明： 1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。本人授权大学学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。 3．若在大学学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担，与毕业论文指导老师无关。 4.本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。论文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中已明确的方式标明。学位论文作者（签名）：年月

关于毕业论文使用授权的声明本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属华北电力大学。本人完全了解大学有关保存，使用毕业论文的规定。同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版或电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权大学可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存或编汇本毕业论文。如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为大学。本人毕业后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为大学。本人完全了解大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存或汇编本学位论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据库和收录到《中国学位论文全文数据库》进行信息服务。在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。论文作者签名：日期：指导教师签名：日期：

薄膜太阳能电池分类

薄膜太阳能电池分类 21世纪初之前，太阳能电池主要以硅系太阳能电池为主，超过89%的光伏市场由硅系列太阳能电池所占领，但自2003年以来，晶体硅太阳能电池的主要原料多晶硅价格快速上涨，因此，业内人士自热而然将目光转向了成本较低的薄膜电池。薄膜太阳电池可以使用在价格低廉的玻璃、塑料、陶瓷、石墨，金属片等不同材料当基板来制造，形成可产生电压的薄膜厚度仅需数μm，目前转换效率最高可达13%以上。薄膜电池太阳电池除了平面之外，也因为具有可挠性可以制作成非平面构造其使用范围大，可和建筑物结合或是变成建筑体的一部份，使用非常广泛。 1.硅基薄膜电池硅基薄膜电池包括非晶硅薄膜电池、微晶硅薄膜电池、多晶硅薄膜电池，而目前市场主要是非晶硅薄膜电池产品。非晶硅的禁带宽度为1.7eV，通过掺硼或磷可得到p型或n型a-Si。为了提高效率和改善稳定性，还发展了p-i-n/p-i-n双层或多层结构式的叠层电池。 2.碲化镉（CdTe）薄膜电池碲化镉薄膜电池是最早发展的太阳电池之一，由于其工艺过程简单，制造成本低，实验室转换效率已超过16%，大规模效率超过12%，远高于非晶硅电池。不过由于镉元素可能对环境造成污染，使用受到限制。近年来美国FirstSolar公司采取了独特的蒸气输运法沉积等特殊措施，解决了污染问题，开始大规模生产，并为德国建造世界最大的光伏电站提供40MW 碲化镉太阳电池组件。 3.铜铟镓硒(CIGS)薄膜电池铜铟镓硒薄膜电池是近年来发展起来的新型太阳电池，通过磁控溅射、真空蒸发等方法，在基底上沉积铜铟镓硒薄膜，薄膜制作方法主要有多元分布蒸发法和金属预置层后硒化法等。基底一般用玻璃，也可用不锈钢作为柔性衬底。实验室最高效率已接近20%，成品组件效率已达到13%，是目前薄膜电池中效率最高的电池之一。 4.砷化镓（GaAs）薄膜电池砷化镓薄膜电池是在单晶硅基板上以化学气相沉积法生长GaAs薄膜所制成的薄膜太阳电池，其直接带隙1.424eV，具有30%以上的高转换效率，很早就被使用于人造卫星的太阳电池板。然而砷化镓电池价格昂贵，且砷是有毒元素，所以极少在地面使用。 5.染料敏化薄膜电池染料敏化太阳电池是太阳电池中相当新颖的技术产品，由透明导电基板、二氧化钛(TiO2)纳米微粒薄膜、染料(光敏化剂)、电解质和ITO电极所组成。目前仍停留在实验室阶段，实验室最高效率在11%左右。非晶硅薄膜电池简介非晶硅（amorphous silicon α-Si）又称无定形硅。单质硅的一种形态。棕黑色或灰黑色的微晶体。硅不具有完整的金刚石晶胞，纯度不高。熔点、密度和硬度也明显低于晶体硅。非晶硅的化学性质比晶体硅活泼。可由活泼金属(如钠、钾等) 在加热下还原四卤化硅，或用碳等还原剂还原二氧化硅制得。结构特征为短程有序而长程无序的α-硅。纯α-硅因缺陷密度高而无法使用。采用辉光放电气相沉积法就得含氢的非晶硅薄膜，氢在其中补偿悬挂链，并进行掺杂和制作pn结。非晶硅在太阳辐射峰附近的光吸收系数比晶体硅大一个数量级。禁带宽度1.7～1.8eV，而迁移率和少子寿命远比晶体硅低。现已工业使用，主要用于提炼纯硅，制造太阳电池、薄膜晶体管、复印鼓、光电传感器等。非晶硅薄膜电池的起源非晶硅薄膜太阳能电池由Carlson和Wronski在20世纪70年代中期开发成功，80年代其生产曾达到高潮，约占全球太阳能电池总量的20％左右，但由于非晶硅太阳能电池转化效率

太阳能电池论文薄膜太阳能电池论文

太阳能电池论文薄膜太阳能电池论文论太阳能电池片(晶体硅\非晶硅)在建筑幕墙上的发展趋势摘要:目前用于建筑幕墙上的太阳能电池主要有两种:晶体硅和非晶硅,它们都有各自的优缺点,如何区别选择应用到建筑幕墙上,既能够获得在最小面积具有最大发电量,又能满足建筑幕墙的装饰效果和建筑功能的需要。关键词:建筑幕墙:太阳能光伏组件:发电量:装饰效果:建筑功能 1 前言建筑耗能占全部能耗领域在三分之一以上,如何降低建筑物能耗指标成为节能减排和可再生能源的重要课题,而将节能减排和可再生能源两者结合一起应用到建筑物上当数建筑幕墙是最恰当的选择。建筑幕墙是建筑物外围护体之一,是建筑物室内与室外的屏障,它的保温性能好坏,是整个建筑物的关键,做好了它的保温隔热工作,是做好了节能的重要组成部分:建筑幕墙因完全暴露阳光下,接受太阳光的直射,因此如何利用建筑采集太阳能发电,是可再生能源在建筑物外墙利用的重要课题之一,随着中国的建筑幕墙由90年代年产量500.600万m2,迅速增长到现在5000-6000万m2,目前还在以10-20%速度增长,如果我国能够在这个数量基础上推广使用10%左右光电幕墙,全国每年大约将有500-600万m2光电幕墙产生,年产电能约50-70亿KWH,相当于5-10座中型火力发电站,可以减排Co2约30万t,按此推算,如果国家按十一五计划发展太阳能产业,它将在我国的绿色、环

保、节能方面产生巨大的社会效益。还有在建筑幕墙推广太阳能发电是充分利用立体空间,建筑外壳能为光伏发电提供足够的面积,不需要占用昂贵的土地资源,不需要专项投资电厂(如火力发电站),可在原地发电、原地使用,减少电力输送的线路损耗及线路架设成本等。怎样让光电幕墙在建筑物上真正做到清洁、完美、使人赏心悦目,容易被专业建筑师、用户和公众接受,真正实现大面积推广光伏发电与建筑一体化工程,也就是本篇文章所要讨论的重点。 2 光伏组件在建筑物应用的现状 2.1 太阳能电池的分类和性能。太阳能电池片经过加工后的产品就是光伏组件,太阳能电池按基本材料分为:晶体硅太阳能电池,非晶硅太阳能电池,微晶硅太阳能电池。硒光电池,化合物太阳能电池,有机半导体太阳能电池等,目前在建筑物使用的主要是晶体硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池,晶体硅电池又分为单晶硅和多晶硅电池, 非晶硅电池又分为单结、双结和多结电池。性能方面晶体硅电池电能转换率可达12-17%,但品种和颜色单一,可加工性差,弱光下不能发电,低纬度地区不适宜选择:非晶硅电池转换率较差,只有7-10%,但可加工性好,对弱光和散射光适应度高,适宜在低纬度地区和阴湿天气较多地区选用(如湖南、湖北、江西等地区)。晶体硅太阳能电池与非晶硅太阳能电池的性能比较如表1。非晶硅电池主要特点如下:

光伏毕业论文参考

目录摘要1 ABSTRACT 2 1 绪论3 2 太阳能光伏电源系统的原理及组成4 2.1 太阳能电池方阵4 2.1.1 太阳能电池的工作原理5 2.1.2 太阳能电池的种类及区别5 2.1.3 太阳能电池组件5 2.2 充放电控制器6 2.2.1 充放电控制器的功能7 2.2.2 充放电控制器的分类7 2.2.3 充放电控制器的工作原理8 2.3 蓄电池组9 2.3.1 太阳能光伏电源系统对蓄电池组的要求9 2.3.2 铅酸蓄电池组的结构10 2.3.3 铅酸蓄电池组的工作原理10 2.4 直流-交流逆变器11 2.4.1 逆变器的分类11 2.4.2 太阳能光伏电源系统对逆变器的要求12 2.4.3 逆变器的主要性能指标12 2.4.4 逆变器的功率转换电路的比较14 3 太阳能光伏电源系统的设计原理及其影响因素16 3.1 太阳能光伏电源系统的设计原理17 3.1.1 太阳能光伏电源系统的软件设计17 3.1.2 太阳能光伏电源系统的硬件设计19 3.2 太阳能光伏电源系统的影响因素20 4 总结21 致谢参考文献摘要光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上蓄电池组，充放电控制器，逆变器等部件就形成了光伏发电装置。本文首先介绍了太阳能光伏电源系统的原理及其组成，初步了解了光生伏打效应原理及其模块组成，然后进一步研究各功能模块的工作原理及其在系统中的作用，最后根据理论研究成果，利用硬件和软件相结合的方法设计出太阳能光伏电源系统，以及研究系统的影响因素。关键词：光生伏特效应；太阳能电池组件；蓄电池组；充放电控制器；逆变器

太阳能电池的论文

太阳能电池的论文 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020

太阳能电池班级：2012级化学姓名：张芳华学号： 23 摘要：本文详细阐述了主要几类太阳能电池的原理及发展现状，从材料、工艺与转换效率等方面讨论了它们的优势和不足之处，并对太阳能电池的发展趋势进行了预测。关键词：太阳能电池；转换效率；材料人类面临着有限常规能源和环境破坏严重的双重压力，已经成为越来越值得关注的社会与环境问题。合理的利用好太阳能将是人类解决能源问题的长期发展战略，是其中最受瞩目的研究热点之一。近年来，太阳能电池快速发展并取得了可喜的成就。太阳能电池，可视为迄今为止最美妙、最长寿和最可靠的发电技术。 1、太阳能电池的原理。所谓太阳能电池是指由光电效应或光化学效应直接把光能转化为电能的装置。太阳光照在半导体P-N结上，形成新的空穴电子对，在P-N结电场的作用下，空穴由N区流向P区，电子由P区流向N区，接通电路后就形成了电流，这就是光电效应太阳能电池的工作原理。 2太阳能电池的优缺点太阳能的优点。太阳能作为一种新能源，它与常规能源相比有三大特点：第一：它是人类可以利用的最丰富的能源。据估计，在过去漫的11亿年中，太阳消耗了它本身能量的2%。今后足以供给

地球人类，使用几十亿年，真是取之不尽，用之不竭。第二：地球上，无论何处都有太阳能就可以就地开发利用，不存在运输问题，尤其对交通欠发达的农村、海岛和边远地区更具有利用的价值。第三：太阳能是一种洁净的能源。在开发利用时，不会产生废渣、废水、废气、也没有噪音，更不会影响生态平衡。绝对不会造成污染和公害。太阳能的缺点。第一：能量密度较低，日照较好时，地面上1平方米的面积所接受的能量只有千瓦左右。往往需要相当大的采光集热面才能满足使用要求，从而使装置占地面积大、用料多，成本增加。第二：天气影响较大，到达某一地面的太阳辐射强度，因受地区、气候、季节和昼夜变化等因素影响，时强时弱，时有时无给使用带来不少困难。 4．各类太阳能电池的发展状况太阳能电池类型（按材料分）包括[1]：硅系太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极性电池、纳米经化学太阳能电池。下面将分别对这4 类电池从其结构特性、生产应用等方面加以叙述。硅系太阳能电池[3]单晶硅太阳能电池是当前开发的最快的一种太阳能电池，以高纯的单晶硅棒为原料。其结构工艺已基本定型，产品已广泛应用与空间和地面。在实验室里最高的转换效率是% 是印度物理研究所开发的一种依据内部光陷作用的高效硅太阳电池。

单晶硅的制备及其太阳能电池中的运用本科毕业论文

2015届毕业论文（设计）论文（设计）题目单晶硅的制备及其在太阳能电池中的运用子课题题目无所属院系物理科学与技术系专业年级物理学2班 2015年5月

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名：日期：

学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日

太阳能电池分类

太阳能电池分类太阳能电池按结晶状态可分为结晶系薄膜式和非结晶系薄膜式（以下表示为a-）两大类，而前者又分为单结晶形和多结晶形。按材料可分为硅薄膜形、化合物半导体薄膜形和有机膜形，而化合物半导体薄膜形又分为非结晶形（a-Si:H,a-Si:H:F,a-SixGel-x:H等）、ⅢV族（GaAs,InP等）、ⅡⅥ族（Cds 系）和磷化锌 (Zn 3 p 2 ）等。太阳能电池根所用材料的不同，太阳能电池可分为：硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池、有机太阳能电池、塑料太阳能电池，其中硅太阳能电池是发展最成熟的，在应用中居主导地位。 1、太阳能电池硅太阳能硅太阳能电池分为单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池三种。单晶硅太阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟。在实验室里最高的转换效率为24.7%，规模生产时的效率为15%（截止2011，为18%）。在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位，但由于单晶硅成本价格高，大幅度降低其成本很困难，为了节省硅材料，发展了多晶硅薄膜和非晶硅薄膜作为单晶硅太阳能电池的替代产品。多晶硅薄膜太阳能电池与单晶硅比较，成本低廉，而效率高于非晶硅薄膜电池，其实验室最高转换效率为18%，工业规模生产的转换效率为10%（截止2011，为17%）。因此，多晶硅薄膜电池不久将会在太阳能电池市场上占据主导地位。非晶硅薄膜太阳能电池成本低重量轻，转换效率较高，便于大规模生产，有极大的潜力。但受制于其材料引发的光电效率衰退效应，稳定性不高，直接影响了它的实际应用。如果能进一步解决稳定性问题及提高转换率问题，那么，非晶硅太阳能电池无疑是太阳能电池的主要发展产品之一。 2、太阳能电池多晶体薄膜多晶体薄膜电池硫化镉、碲化镉多晶薄膜电池的效率较非晶硅薄膜太阳能电

太阳能电池论文

太阳能电池论文——浅谈太阳能发电收藏此信息打印该信息添加：不详来源：未知太阳能电池论文——浅谈太阳能发电一、太阳能发电背景能源是现代社会存在和发展的基石。随着全球经济社会的不断发展，能源消费也相应的持续增长。随着时间的推移，化石能源的稀缺性越来越明显。在化石能源供应日趋紧张的背景下，大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。众所周知，太阳能是一种可持续利用的清洁能源，当前世界面临人口、资源、环境的挑战，在寻求人类社会可持续发展的进程中，太阳能利用日益为世界各国所重视，太阳能作为一种高效、无污染的可再生资源，目前已逐渐被各行各业所利用。这对缓解我国能源紧张状况，减少环境污染，同时提高人们的生活水平，具有非常重要的意义。地球以173×105瓦的功率接收来自太阳的辐射能，全球每年得到的太阳能相当于68万亿吨石油，其开发和利用有着极大的潜力。在人类总耗能中，建筑耗能占30％以上，在建筑用能中，空调、供暖与家用热水所消耗的能量约占家庭全部耗能量的25％一35％。基于这种情况，利用太阳能供暖和热水将是必然的趋势。二、太阳能发电技术简介太阳能一般是指太阳能的辐射能量，在现代一般用作发电。自地球形成生物就主要以太阳提供的热和光生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物的方法，如制盐和晒

咸鱼等。但在化石燃料减少下，才有意把太阳能进一步发展。太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。太阳能发电一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等等。目前太阳能发电有两种发电方法：一种是将太阳能转化为热能，然后按常规方式发电，称为太阳能热发电；另一种是利用光电器件利用光生伏达原理将太阳能直接转化为电能，称为太阳能光伏发电。太阳能热发电技术是指利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过换热装置提供蒸汽，结合传统汽轮发电机的工艺，从而达到发电的目的。采用太阳能热发电技术，避免了昂贵的硅晶光电转换工艺，可以大大降低太阳能发电的成本。而且，这种形式的太阳能利用还有一个其他形式的太阳能转换所无法比拟的优势，即太阳能所烧热的水可以储存在巨大的容器中，在太阳落山后几个小时仍然能够带动汽轮发电一般来说，太阳能热发电形式有槽式，塔式，碟式三种系统。三种系统目前只有槽式线聚焦系统实现了商业化，其他两种处在示范阶段，有实现商业化的可能和前景。太阳能光伏发电是利用太阳能光伏电池的光生伏达原理吧太阳能直接转化为电能的发电形式。太阳能光伏发电系统一般由太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池组、直流-交流逆变器和交流配电设备等组成，如图1所示。太阳能电池板是太阳能光伏发电系统中的核心部分，其利用半导体的光伏效应把光能直接转化为电能，送往蓄电池中存储起来。如果太阳能发电系统与交流电网并联运行（光伏并网发电）则太阳能光伏发电系统可以省去蓄电池的部分，太阳能控制器和直流-交流逆变器合二为一，发电系统的投资最省，成本下降，同时还可以减少蓄电池对环境造成的影响。所以太阳能并网发电系统分是今后光伏发电的主要形式。

晶体硅的太阳能电池设计毕业设计论文

毕业设计（论文）设计（论文）题目：基于晶体硅的太阳能电池设计

薄膜太阳能电池基础知识整理

非晶硅薄膜太阳能电池基础知识一、优点： 1.光谱特性好（弱光性好、光谱吸收范围宽） 2.温度特性好（温度上升时电池效率下降很小） 3.成本能耗低（硅用量少:2um、生产温度底：200度） 4.生产效率高（连续，大面积，自动化生产） 5.使用方便（重量轻,厚度薄.可弯曲,易携带） 6.无毒无污染、美观大方缺点：二、非晶硅薄膜太阳能电池的四个效应： 1.光电效应 2.光致衰退效应（薄膜经较长时间的强光照射或电流通过,在其内部将产生缺陷而使薄膜的使用性能下降,简称为S-W效应） 3.边缘效应（边缘效率比中心效率低） 4.面积效应（面积越大，效率越低）三、结构 1.一般结构 2.非晶\微晶硅叠层结构

衬底：玻璃、不锈钢、特种塑料 TOC ：透明导电氧化膜（要求：透光性>80%、表面绒面度12~15% 面电阻R 9~13 Ω ）四、原理非晶硅太阳电池的工作原理是基于半导体的光伏效应。当太阳光照射到电池上时，电池吸收光层（i 层）能产生光生电子—空穴对，在电池内建电场Vb 的作用下，光生电子和空穴被分离，空穴漂移到P 边，电子漂移到N 边，形成光生电动势VL, VL 与内建电势Vb 相反，当VL = Vb 时，达到平衡; IL = 0, VL 达到最大值，称之为开路电压Voc ; 当外电路接通时，则形成最大光电流，称之为短路电流Isc ，此时VL= 0;当外电路加入负载时，则维持某一光电压VL 和光电流IL 。其I--V 特性曲线见图 3 SiO2(20~40nm) TCO(700~1000nm) a-si(~300nm) SiO2(100nm) μc-Si (~1.7μm ) AZO (~100nm) Ag (130~200nm)

太阳能发电技术论文

太阳能发电技术论文摘要：太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。我们对太阳能的利用大致可以分为光热转换和光电转换两种方式，其中，光电利用（光伏发电）是近些年来发展最快，也是最具经济潜力的能源开发领域。关键词：太阳能能源光伏发电技术正文：很荣幸能在这学期选修《太阳能发电技术》这门课程，这门课，我以前从没接触过，甚至根本不知道这是一门什么样的课，只是日常生活中对太阳能发电技术有些许的了解。带着对太阳能发电技术的好奇，在这学期的公共选修课里，我选择了这门课程。虽然只有短短的四周的学习时间，但感觉非常充实，对太阳能发电技术有了比较系统的了解，同时贾老师深入浅出的讲解以及对太阳能发电技术独到的见解和大量的视频教学也给我留下了深刻的印象。能源是现代社会存在和发展的基石。随着全球经济社会的不断发展，能源消费也相应的持续增长。随着时间的推移，化石能源的稀缺性越来越突显，且这种稀缺性也逐渐在能源商品的价格上反应出来。在化石能源供应日趋紧张的背景下，大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位并且得到广泛的应用。我国的太阳能资源非常丰富，开发利用的潜力非常大。我国太阳能发电产业的应用空间也非常广阔，可以应用于并网发电、与建材结合、解决边远地区用电困难问题等。我国政府对太阳能发电产业也给予了充分的扶持，先后出台了一系列法律、政策，有力的支持了产业的发展。就目前来说，人类直接利用太阳能还处于初级阶段，主要有太阳能集热、太阳能热水系统、太阳能暖房、太阳能发电等方式。太阳能发电光伏技术即直接将太阳能转变成电能，并将电能存储在电容器中，以备需要时使用。太阳能光伏发电系统原理：

太阳能电池毕业设计

太阳能电池毕业设计【篇一：太阳能电池模拟毕业论文】湖北大学本科毕业论文（设计）题目新型硅基薄膜太阳能电池器件的设计与模拟姓名彭真学号2006221105220021 专业年级06 电科指导教师高云职称教授 2010年 5 月 5 日目录绪论 (1) 1 光伏太阳能电池的原理 (2) 1.1 光电池的电流电压特性 (2) 1.2 描述太阳能电池的参数 (3) 1.3 影响太阳电池转换效率的因素 (4) 2 模拟软件amps-1d的介绍 (6) 3 单晶硅太阳能电池的设计与模拟 (8) 3.1 单晶硅太阳能电池的研究概况及单晶硅性质 (8) 3.2 设计与模拟结果 (9) 3.2.1 单晶硅的性能参数 (9) 3.2.2 单结型改变厚度 (9) 3.2.3 单结型改变掺杂浓度 (12) 3.2.4 改变结构 (13) 3.3 结论 (14) 4 多晶硅太阳能电池的设计与模拟 (15) 4.1 多晶硅太阳能电池的研究概况及多晶硅性质 (15) 4.2 设计与模拟结果 (15) 4.2.1 多晶硅的性能参数 (15) 4.2.2 单结型改变厚度 (16) 4.2.3 改变掺杂浓度 (18) 4.2.4 改变结构 (20) 4.3 结论 (21) 5 非晶硅太阳能电池的设计与模拟 (21)

5.1 非晶硅太阳能电池的研究概况及非晶硅性质 .......................... 21 5.2 设计与模拟结果 (23) 5.2.1 非晶硅的性能参数 (23) 5.2.2 p-i-n型设计与模拟 (23) 5.2.3 改变结构 (29) 5.3 结论 (30) 总结 (31) 参考文献 (32) 新型硅基薄膜太阳能电池器件的设计与模拟摘要本论文首先介绍了太阳能电池的光伏原理及其发展概况，并采用amps-1d软件模拟分析了单晶硅、多晶硅、和非晶硅太阳能电池的光伏特性与器件结构的关系。通过采取pn结和pin结两种基本结构，改变各层厚度和掺杂浓度，研究厚度和掺杂对太阳能电池转化效率、填充因子、短路电流以及开路电压的影响。通过优化提出最佳电池结构设计。【关键词】硅基太阳能电池模拟 amps-1d the modelling and simulation of new-type silicon-based solar cell abstract this thesis briefly introduced the basic pv mechanism and the development in pv cell. amps-1d software was utilized to simulate the photovoltaic property of various device structures for single crystal si, poly-si and amorphous si solar cell. all the parameters used in the simulations were obtained from the reported experimental data. the basis structures were pn and pin diodes. by varing the thickness and the doping concentration of various layers, the photoelectric conversation efficiency, fill factor, short circuit current and open circuit voltage were studied. the best conversation efficiencies were obtained by optimizing the device structures. 【key words】 silicon-based solar cell, modelling, amps-1d simulation 绪论

非晶硅薄膜太阳能电池及制造工艺

非晶硅薄膜太阳能电池及制造工艺一、非晶硅薄膜太阳能电池结构、制造技术简介 1、电池结构分为：单结、双结、三结 2、制造技术 ①单室，多片玻璃衬底制造技术。主要以美国Chronar、APS、EPV公司为代表 ②多室，双片（或多片）玻璃衬底制造技。主要以日本KANEKA公司为代表 ③卷绕柔性衬底制造技术（衬底：不锈钢、聚酰亚胺)。主要以美国Uni-Solar 公司为代表。所谓“单室，多片玻璃衬底制造技术”就是指在一个真空室内，完成P、I、N 三层非晶硅的沉积方法。作为工业生产的设备，重点考虑生产效率问题，因此，工业生产用的“单室，多片玻璃衬底制造技术”的非晶硅沉积，其配置可以由X个真空室组成（X为≥1的正整数），每个真空室可以放Y个沉积夹具（Y为≥1的正整数），例如：?1986年哈尔滨哈克公司、1988年深圳宇康公司从美国Chronar公司引进的内联式非晶硅太阳能电池生产线中非晶硅沉积用6个真空室，每个真空室装1个分立夹具，每1个分立夹具装4片基片，即生产线一批次沉积6×1×4＝24片基片，每片基片面积305mm×915mm。 ?1990年美国APS公司生产线非晶硅沉积用1个真空室，该沉积室可装1个集成夹具，该集成夹具可装48片基片，即生产线一批次沉积1×48＝48片基片，每片基片面积760mm×1520mm。 ?本世纪初我国天津津能公司、泰国曼谷太阳公司（BangKok Solar Corp）、泰国光伏公司（Thai Photovoltaic Ltd）、分别引进美国EPV技术生产线，非晶硅沉积也是1个真空室，真空室可装1个集成夹具，集成夹具可装48片基片，即生产线一批次沉积1×48＝48片基片，每片基片面积635mm×1250mm。 ?国内有许多国产化设备的生产厂家，每条生产线非晶硅沉积有只用1个真空室，真空室可装2个沉积夹具，或3个沉积夹具，或4个沉积夹具；也有每条生产线非晶硅沉积有2个真空室或3个真空室，而每个真空室可装2个沉积夹具，或3个沉积夹具。总之目前国内主要非晶硅电池生产线不管是进口还是国产均主要是用单室，多片玻璃衬底制造技术，下面就该技术的生产制造工艺作简单介绍。二、非晶硅太阳能电池制造工艺 1、内部结构及生产制造工艺流程下图是美国Chronar公司技术为代表的内联式单结非晶硅电池内部结构示意图：图1、内联式单结非晶硅电池内部结构示意图

太阳能光伏电池论文中英文资料对照外文翻译文献综述

中英文资料对照外文翻译光伏系统中蓄电池的充电保护IC电路设计 1.引言太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的能源越来越受到重视。太阳能发电已经在很多国家和地区开始普及，太阳能照明也已经在我国很多城市开始投入使用。作为太阳能照明的一个关键部分，蓄电池的充电以及保护显得尤为重要。由于密封免维护铅酸蓄电池具有密封好、无泄漏、无污染、免维护、价格低廉、供电可靠，在电池的整个寿命期间电压稳定且不需要维护等优点，所以在各类需要不间断供电的电子设备和便携式仪器仪表中有着广泛的应用。采用适当的浮充电压，在正常使用(防止过放、过充、过流)时，免维护铅酸蓄电池的浮充寿命可达12~16年，如果浮充电压偏差5%则使用寿命缩短1/2。由此可见，充电方式对这类电池的使用寿命有着重大的影响。由于在光伏发电中，蓄电池无需经常维护，因此采用正确的充电方式并采用合理的保护方式，能有效延长蓄电池的使用寿命。传统的充电和保护IC是分立的，占用而积大并且外围电路复杂。目前，市场上还没有真正的将充电与保护功能集成于单一芯片。针对这个问题，设计一种集蓄电池充电和保护功能于一身的IC是十分必要的。 2.系统设计与考虑系统主要包括两大部分:蓄电池充电模块和保护模块。这对于将蓄电池作为备用电源使用的场合具有重要意义，它既可以保证外部电源给蓄电池供电，又可以在蓄电池过充、过流以及外部电源断开蓄电池处于过放状态时提供保护，将充电和保护功能集于一身使得电路简化，并且减少宝贵的而积资源浪费。图1是此Ic在光伏发电系统中的具体应用，也是此设计的来源。免维护铅酸蓄电池的寿命通常为循环寿命和浮充寿命，影响蓄电池寿命的因素有充电速率、放电速率和浮充电压。某些厂家称如果有过充保护电路，充电率可以达到甚至超过2C(C为蓄电池的额定容量)，但是电池厂商推荐的充电率是C/20~C/3。电池的电压与温度有关，温度每升高1℃，单格电池电压下降4 mV，