太阳能研究论述

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太阳能热利用技术 太阳能热利用技术论文

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太阳能热利用技术太阳能热利用技术论文在化石燃料日趋减少的情况下,太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分,并不断得到发展。

下面是小编整理的太阳能热利用技术论文,希望你能从中得到感悟!太阳能热利用技术论文篇一太阳能热泵技术分析【摘要】文章论述了太阳能热泵的技术原理和特点以及在提供热水方面的应用。

【关键词】太阳能热泵Abstract :The paper mainly analyses the solar energy heat pump technology.1.热泵供热原理热泵是一反向使用的制冷机,与制冷机所不同的只是工作的温度范围。

蒸发器吸热后,其工质的高温低压过热气体在压缩机中经过绝热压缩变为高温高压的气体后,经冷凝器定压冷凝为低温高压的液体(放出工质的气化热等,与冷凝水进行热交换,使冷凝水被加热为热水供用户使用),液态工质再经降压阀绝热节流后变为低温低压液体,进入蒸发器定压吸收热源热量,并蒸发变为过热蒸气完成一个循环过程。

如此循环往复,不断地将热源的热能传递给冷凝水。

所有型式的热泵都有蒸发和冷凝两个温度水平,采用膨胀阀或毛细管实现制冷剂的降压节流,只是压力增加的不同形式,主要有机械压缩式、热能压缩式和蒸气喷射压缩式。

其中,机械压缩式热泵又称作电动热泵,目前已经广泛应用建筑采暖和空调,在热泵市场上占据了主导地位;热能压缩式热泵包括吸收式和吸附式两种型式,其中水溴化锂吸收式和氨水吸收式热水机组已经逐步走上商业化发展的道路,而吸附式热泵目前尚处于研究和开发阶段,还必须克服运转间歇性以及系统性能和冷重比偏低等问题,才能真正应用于实际。

根据热源形式的不同,热泵可分为空气源热泵、水源热泵、土壤源热泵和太阳能热泵等。

国外的文献通常将地下水热泵、地表水热泵与土壤源热泵统称为地源热泵。

2.太阳能热泵技术原理及其特点太阳能热泵一般是指利用太阳能作为蒸发器热源的热泵系统,区别于以太阳能光电或热能发电驱动的热泵机组。

论述太阳能电池光伏发电原理

论述太阳能电池光伏发电原理

论述太阳能电池光伏发电原理
太阳能电池光伏发电原理是利用太阳辐射,将其转换为电能的一种重要发电技术。

太阳能电池片是太阳能发电的核心部件,它能将太阳辐射能够转换成直流电能,从而实现太阳能光伏发电。

太阳能电池片分为单晶片和多晶片两种形式,单晶片是由太阳能电池片的半导体来构成的,它们能够将太阳辐射能转换成直流电能,而多晶片由多个单晶片组成,它们能更有效地将太阳能转换成电能。

太阳能电池片的基本原理是太阳能的平衡热力学原理,即“如果太阳辐射到一个区域,由于该区域微小的热均衡温度,太阳辐射能会反弹回去,而太阳能电池片可以将这些反射回去的能量转换成电能”。

太阳能电池片就像一个小小的“太阳”,它能把太阳辐射能转换成电能,通过电力线发送到电网中。

太阳能电池片的光电转换效率也非常高,有时可以超过20%,它们不仅可以将太阳辐射能转换成电能,而且也能减少能源的浪费。

此外,太阳能电池片还具有耐久性强、可靠性高、维护成本低等特点,它们可以在大面积安装,非常适合安装在容易受太阳辐射影响的房屋外部,有效地将太阳辐射能转换成电能,给人们带来更多的便利。

总之,太阳能电池光伏发电原理是一种非常环保的发电技术,
它可以有效的利用太阳辐射能,将其转换成电能,从而给社会带来更多的好处。

太阳能发电技术研究

太阳能发电技术研究

太阳能发电技术研究一、太阳能发电技术简介太阳能发电技术是一种采用太阳能作为能源的发电方式。

在地球上,太阳能每年会向地球表面释放超过173万亿的千瓦时电量。

这个数字足以支撑全球能源消耗的4000倍以上。

因此,利用太阳能进行发电可以为人类解决能源危机问题提供可靠的解决方案。

二、太阳能电池技术太阳能电池是一种能够将太阳光转化为电能的装置。

太阳能电池技术是太阳能发电技术的核心技术之一。

目前,市场上的太阳能电池主要分为晶体硅、多晶硅和薄膜太阳能电池三种类型。

1. 晶体硅太阳能电池:晶体硅太阳能电池是太阳能电池市场上的主流类型,其核心部件为晶体硅材料。

晶体硅太阳能电池具有高效、耐久性好等优点,但成本相对较高。

2. 多晶硅太阳能电池:多晶硅太阳能电池与晶体硅太阳能电池类似,其核心部件也是硅材料。

不同的是,多晶硅太阳能电池的硅晶体结构比较复杂,因此性能方面可能会有所差异。

多晶硅太阳能电池在成本、效率等方面都比较平衡。

3. 薄膜太阳能电池:薄膜太阳能电池是不同于晶体硅和多晶硅的一种太阳能电池技术。

这种电池制造成本相对较低,但效率不如其他类型的太阳能电池高。

三、太阳能发电系统太阳能发电系统包括太阳能电池板、逆变器、电池储能系统、电缆等部分。

太阳能电池板是转换太阳能为电能的核心部件,逆变器则用于将电池板产生的直流电转换为交流电,供电用户使用。

除此之外,电池储能系统也是太阳能发电系统的一个重要部分,这部分电池能够储存由太阳能电池板产生的电力,使其在夜间或天气不好的情况下依然能够为用户提供电力。

四、太阳能发电系统的应用随着太阳能发电技术的不断成熟,太阳能发电系统的应用也越来越广泛。

太阳能发电系统可以为家庭、企业、工厂、公共场所等不同类型的用电用户提供电力。

在一些地方,太阳能发电系统还可以代替传统的电力供应方式,为整个社区甚至城市提供电力服务。

五、太阳能发电技术的未来作为一种清洁、可再生的能源,太阳能发电技术在未来的发展中将会得到更广泛的应用。

探究太阳能电池的输出特性

探究太阳能电池的输出特性

探究太阳能电池的输出特性一、引言能源危机与环境污染是人类正面临的重大挑战,开发新能源和可再生清洁能源是21世纪最具决定影响的技术领域之一。

太阳能是一种取之不尽、用之不竭的可再生清洁能源,对太阳能电池的研究与开发也变得日益重要。

二、实验目的1、在没有光照时,太阳能电池主要结构为一个二极管,测量该二极管在正向偏压时的伏安特性曲线,并求得电压和电流关系的经验公式。

2、测量太阳能电池在光照时的输出伏安特性,作出伏安特性曲线图,从图中求得它的短路电流I SC 、开路电压U OC 、最大输出功率Pm及填充因子FF ,[FF=Pm/(I SC *U OC )]。

三、实验原理1、太阳能电池工作原理:太阳能电池在没有光照时其特性可视为一个二极管,在没有光照时其正向偏压U 与通过电流I 的关系式为:(1)式中,o I 和β是常数。

)1e(I I Uo -∙=β (1)由半导体理论,二极管主要是由能隙为V C E E -的半导体构成,如图1所示。

C E 为半导体导电带,V E 为半导体价电带。

当入射光子能量大于能隙时,光子会被半导体吸收,产生电子和空穴对。

电子和空穴对会分别受到二极管之内电场的影响而产生光电流。

图1 电子和空穴在电场的作用下产生光电流假设太阳能电池的理论模型是由一理想电流源(光照产生光电流的电流源)、一个理想二极管、一个并联电阻sh R 与一个电阻s R 所组成,如图2所示。

图2 太阳能电池的理论模型电路图图2中,ph I 为太阳能电池在光照时的等效电源输出电流,d I 为光照时通过太阳能电池内部二极管的电流。

由基尔霍夫定律得:0R )I I I (U IR sh d ph s =---+(2)(2)式中,I 为太阳能电池的输出电流,U 为输出电压。

由(1)式可得, d shph sh s I R UI )R R 1(I --=+(3) 假定∞=sh R 和0R s =,太阳能电池可简化为图3所示电路。

太阳能技术的研究与开发

太阳能技术的研究与开发

太阳能技术的研究与开发太阳能技术作为一种清洁、可再生的能源形式,近年来受到了越来越多领域的关注和应用。

本文旨在探讨太阳能技术的研究与开发,包括其原理、应用领域以及未来的发展方向。

一、太阳能技术的原理太阳能技术基于太阳能的利用,太阳能是指从太阳辐射到地球上的能量。

主要通过太阳能电池板(Solar panel)将太阳光转化为直流电,并经过逆变器(Inverter)转换为交流电。

太阳能技术是利用这种能源实现电力、热水等能源供应,以及电力网和其他应用的配套设备。

二、太阳能技术的应用领域太阳能技术的应用领域多种多样。

首先是太阳能光伏发电(Solar Photovoltaic power generation),即利用太阳能电池板将太阳光转化为电能。

这种技术已经广泛应用于居民、商业和工业领域,为能源供应带来了可持续的解决方案。

其次是太阳能热能利用(Solar Thermal Energy Utilization),包括太阳能热水器、太阳能空调等。

此外,太阳能技术还应用于农业灌溉、交通信号灯、航天设备等各个领域。

三、太阳能技术的研究与发展太阳能技术的研究与发展一直是科学家和工程师们的关注焦点。

目前,太阳能电池板效率的提升、成本的降低是研究的主要目标之一。

科学家们通过改进太阳能电池板的材料和制造工艺,使得其效率不断提高。

此外,还有一些创新性的技术正在研究阶段,如太阳能热电联产技术、太阳能光热发电技术等,这些技术的应用将进一步扩大太阳能的利用范围和效能。

四、太阳能技术的未来发展方向随着科技的进步和太阳能技术的不断发展,我们可以预见太阳能技术在未来会有更广阔的应用前景。

首先,在建筑领域,太阳能电池板的集成化应用将成为一个趋势。

例如,太阳能光伏玻璃、太阳能屋顶等,将有助于建筑实现自给自足的能源供应。

此外,在交通领域,太阳能汽车、太阳能充电站等将逐渐普及,为车辆提供清洁能源。

而在农业领域,太阳能技术将帮助农民实现灌溉、加热和养殖等诸多方面的能源供应,提高农业的效益。

太阳能研究报告

太阳能研究报告

太阳能研究报告太阳能是目前被广泛关注的一种清洁能源,随着全球对环境保护的重视程度不断提高,太阳能的应用也越来越广泛。

本文将结合当前太阳能研究的最新成果,以及未来发展方向,就太阳能的优势、劣势和应用进行分析和探讨。

太阳能的优势首先,太阳能作为一种清洁能源,其优势在于对环境的影响相对较小。

与传统化石能源相比,太阳能得到的是一个无限循环的热能,无需其他辅助材料,几乎不会产生任何气体和污染物,对环境没有任何危害。

其次,太阳能的采集和利用非常方便。

太阳能在全球范围内均可采集,而且采集设备的制造成本相对较低,维护成本也较低。

此外,太阳能采集设备的容量可以随需求的变化而灵活增减,非常适合分散式应用,方便快捷。

太阳能的劣势然而,太阳能也存在一些劣势。

首先,太阳能的采集可靠性受地理环境影响较大。

在有些地区,太阳光照时间较短,即使使用了高效的太阳能采集设备,也难以达到充足的能量采集。

其次,太阳能采集后的储存技术还不够先进,难以充分利用储存下来的能源。

为此,科学家们正在开发更加高效可靠的存储技术,以提高太阳能的利用价值。

太阳能的应用太阳能目前在很多领域得到广泛应用。

首先,太阳能发电是其应用的重要方向。

太阳能电池板可以将太阳能转换为电能,从而为电力系统提供可再生能源。

其次,太阳能热水器也是广泛应用的一种方式。

太阳能热水器将太阳能转化为热能,为人们提供绿色环保的热水。

此外,太阳能在城市规划、机场等领域也有重要角色。

未来太阳能的发展方向未来太阳能的研究方向主要在于如何进一步提高太阳能的采集效率。

随着技术的不断进步,太阳能采集装置的效率逐步提高,设备材料的不断改进和技术创新使得太阳能的采集成为现实。

在国际上,越来越多的科技公司以及政府部门正在加大太阳能开发的力度,这将有助于推动太阳能的发展。

结论总之,太阳能的优点在于环保、易于采集和维护,缺点在于采集可靠性相对较低和储存技术不够先进。

未来,随着科技的不断进步,太阳能的采集和利用将更加方便、高效。

太阳能研究报告

太阳能研究报告

太阳能研究报告太阳能(solar energy),是指太阳的热辐射能(参见热能传播的三种方式),主要表现就是常说的太阳光线。

在现代一般用作发电或者为热水器提供能源。

自地球上生命诞生以来,就主要以太阳提供的热辐射能生存,而自古人类也懂得以阳光晒干物件,并作为制作食物的方法,如制盐和晒咸鱼等。

在化石燃料日趋减少的情况下,太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分,并不断得到发展。

太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式,太阳能发电是一种新兴的可再生能源。

广义上的太阳能也包括地球上的风能、化学能、水能等。

太阳能是由太阳内部氢原子发生氢氦聚变释放出巨大核能而产生的,来自太阳的辐射能量。

人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。

植物通过光合作用释放氧气、吸收二氧化碳,并把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。

煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代演变形成的一次能源。

地球本身蕴藏的能量通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。

与原子核反应有关的能源正是核能。

原子核的结构发生变化时能释放出大量的能量,称为原子核能,简称核能,俗称原子能。

它则来自于地壳中储存的铀、钚等发生裂变反应时的核裂变能资源,以及海洋中贮藏的氘、氚、锂等发生聚变反应时的核聚变能资源。

这些物质在发生原子核反应时释放出能量。

目前核能最大的用途是发电。

此外,还可以用作其它类型的动力源、热源等。

太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。

地球轨道上的平均太阳辐射强度为1,369w/㎡。

地球赤道周长为40,076千米,从而可计算出,地球获得的能量可达173,000TW。

在海平面上的标准峰值强度为1kw/m2,地球表面某一点24h的年平均辐射强度为0.20kw/㎡,相当于有102,000TW 的能量。

尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量的22亿分之一,但已高达173,000TW,也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤,每秒照射到地球的能量则为499,400,00,000焦。

太阳能 研究报告

太阳能 研究报告

太阳能研究报告太阳能是一种绿色、清洁、可再生的能源,具有广阔的应用前景和发展潜力。

本文将针对太阳能的研究进展进行探讨。

首先,太阳能的研究主要集中在两个方面:太阳能的收集和利用。

太阳能的收集主要采用太阳能电池板进行光电转换,将太阳光转化为电能。

太阳能电池板的研究主要集中在提高转换效率、降低成本、延长使用寿命等方面。

目前,太阳能电池板已经有了较高的转换效率,并且价格逐渐降低,使用寿命也在不断延长。

其次,太阳能的利用可以分为热能利用和光能利用两种方式。

太阳能热能利用主要指的是太阳能热水器和太阳能集热器的利用。

太阳能热水器是利用太阳能将水加热,用于生活、工业等领域。

太阳能集热器则是利用太阳能的热能进行供暖等用途。

太阳能光能利用主要指的是太阳能光伏发电的利用。

太阳能光伏发电是将太阳能直接转化为电能,供电使用。

太阳能光伏发电的研究主要集中在提高发电效率、降低成本、存储电能等方面。

再次,太阳能的研究进展取得了许多重要的成果。

例如,太阳能电池板的转换效率不断提高,已达到了30%以上。

同时,太阳能电池板的价格也逐渐降低,已经越来越接近传统能源的价格。

此外,太阳能光伏发电的规模也不断扩大,已经广泛应用于家庭、企业、城市等各个领域。

最后,太阳能的研究还面临一些挑战。

例如,太阳能发电的不稳定性、成本高、能量存储等问题需要解决。

目前,科学家们正在开展相关研究,采用新材料、新技术来解决这些问题。

综上所述,太阳能的研究进展取得了显著成果,但仍然需要继续努力。

太阳能的广泛应用将为我们提供一种清洁、可持续发展的能源选择,对保护环境、减少碳排放具有重要意义。

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太阳能电池研究进展文献综述Xxx(乐山师范学院物理与电子工程学院乐山 614000 )摘要:能源和污染问题伴随人类的脚步进入21世纪。

太阳能作为清洁能源,是解决人类能源困境的最佳选择。

在太阳能的各种有效利用方式中,太阳能电池由于其可以直接将光能转换成电能的优点,成为最简洁光电转换方式。

本文主要阐述了文章主要从太阳能电池的发展历程,太阳能电池的种类以及太阳能电池的现状。

关键词:太阳能电池;太阳能电池种类;光伏效应;研究进展引言:能源和环境是二十一世纪面临的两个重大问题,据专家估算,以现在的能源消耗速度,可开采的石油资源将在几十年后耗尽,煤炭资源也只能供应人类使用约200年。

太阳能电池作为可再生无污染能源,能很好地同时解决能源和环境两大难题,具有很广阔的发展前景。

照射到地球上的太阳能非常巨大,大约40min照射到地球上的太阳能就足以满足全球人类一年的能量需求。

因此,制备低成本高光电转换效率的太阳能电池不仅具有广阔的前景,而且也是时代所需。

1954年美国贝尔实验室制造出第一块实用的硅太阳电池(转换效率只有6%),初期由于价格昂贵只能用于一些特殊的应用,如人造地球卫星上。

到了20世纪60年代和70年代初期,太阳电池价格昂贵,每峰瓦的价格以百美元计,只能应用在无电又特别需要电的特殊场合,如航标灯、通讯和照明等。

通过半个世纪的努力,大规模生产的晶体硅太阳电池的转换效率已经达到14%~15%,太阳电池的造价和发电成本已分别降至每峰瓦3美元和每度电25美分,世界太阳电池的年产量达到了540MW。

即使如此,其主要应用范围仍然是边远无电地区,解决照明、电视、冰箱、录音机用电以及微波中继站、航空航海信号灯、气象监测、光伏水泵等的用电。

由于太阳能发电具有无污染、安全、寿命长、维护简单、资源永不枯竭等特点,随着世界范围内能源的短缺以及人们环保意识的增强,太阳能被认为是21世纪最重要的新能源。

自20世纪80年代以来其产业得到了迅速发展,光伏产业成为了全球发展最快的新兴行业之一。

而作为整个光伏产业的核心,太阳电池也得到了快速发展。

1.太阳能电池的发展进程1.1第一代太阳能电池包括单晶硅太阳电池和多晶硅太阳电池。

从单晶硅太阳能电池发明开始到现在,尽管硅材料有各种问题,但仍然是目前太阳能电池的主要材料,其比例约占整个太阳电池产量的90%以上。

我国北京市太阳能研究所从20世纪90年代起开始进行高效电池研究,采用倒金字塔表面织构化、发射区钝化、背场等技术,使单晶硅太阳能电池的效率达到了19.8%。

1.2第二代太阳能电池第二代太阳电池是基于薄膜材料的太阳电池。

薄膜技术所需的材料较晶体硅太阳电池少得多,且易于实现大规模生产。

薄膜电池主要有非晶硅薄膜电池、多晶硅薄膜电池、碲化镉以及铜铟硒薄膜电池。

我国南开大学于20世纪80年代末开始研究铜铟硒薄膜电池,目前在该研究领域处国内领先、国际先进地位。

其制备的铜铟硒太阳电池的效率已经超过12%。

铜铟硒薄膜太阳电池的试生产线亦已建成。

我国在染料敏化纳米薄膜太阳电池的科学研究和产业化研究上都与世界研究水平相接近。

在染料敏化剂、纳米薄膜修饰和电池光电效率上都取得与世界相接近的科研水平,在该领域其有一定的影响。

1.3第三代太阳能电池第三代太阳电池必须具有以下条件:薄膜化,转换效率高,原料丰富且无毒。

目前第三代太阳电池还在进行概念和简单的试验研究。

已经提出的第三代太阳电池主要有叠层太阳电池、多带隙太阳电池等。

虽然太阳能电池材料的研究已到了第三个阶段,但是在工艺技术的成熟程度和制造成本上,都不能和常规的硅太阳能电池相提并论。

硅太阳能电池的制造成本经过几十年的努力终于有了大幅度的降低,但是与常规能源相比,仍然比较昂贵,这又限制了它的进一步大规模应用。

鉴于此点,开发低成本,高效率的太阳能电池材料仍然有很长的路要走[1]。

2.太阳能电池的种类2.1 硅太阳能电池硅太阳能电池中以单晶硅太阳能电池转换效率最高,技术也最为成熟。

在大规模应用和工业生产中,单晶硅太阳能电池占据主导地位,但单晶硅材料价格高而且制备工艺相当繁琐。

为了节省高质量材料,寻找单晶硅电池的替代产品,现在发展了薄膜太阳能电池,其中典型代表有以高温、快速制备为发展方向的多晶硅薄膜太阳能电池和叠层(多结)非晶硅太阳电池。

2.2多晶硅薄膜太阳能电池通常的晶体硅太阳能电池是在厚度350~450μm 的高质量硅片上制成的,这种硅片由提拉或浇铸的硅锭锯割而成,因此实际消耗的硅材料更多。

为了节省材料,上世纪70年代中期人们就开始在廉价衬底上沉积多晶硅薄膜,但由于生长的硅膜晶粒太小未能制成有价值的太阳能电池。

为了获得大尺寸晶粒的薄膜,目前较成功的为化学气相沉积法:包括低压化学气相沉积(LPCVD)、等离子增强化学气相沉积(PECVD)和快热化学气相沉积(RTCVD)工艺。

此外,液相外延法(LPE)[2]和溅射沉积法也可用来制备多晶硅薄膜电池。

德国夫朗霍费太阳能研究所采用RTCVD法在SSP衬底上制备的太阳能电池转换效率可达8%以上,国内的北京太阳能研究所也采用RTCVD对多晶硅薄膜太阳能电池的制备作了尝试。

美国Astropower公司采用LPE制备的电池效率达12.12%。

中国光电发展技术中心的陈哲艮[3]研究员采用液相外延法在冶金级硅片上生长出硅晶粒,并设计了一种类似于晶体硅薄膜太阳能电池的新型太阳能电池。

多晶硅薄膜电池所使用的硅远较单晶硅少,无效率衰退问题,并且有可能在廉价衬底材料上制备,成本远低于单晶硅电池而效率高于非晶硅薄膜电池,具有良好的发展前景。

2.3非晶硅薄膜太阳能电池非晶硅薄膜太阳能电池由于其成本低、便于大规模生产而普遍受到人们的重视并得到发展[4]。

目前非晶硅薄膜太阳能电池的制备方法有很多,以PECVD 法最为成熟。

该法可以在低温下来制备非晶硅薄膜太阳能电池。

其中单结非晶硅太阳能电池转换效率已超过12.15 %[5]。

日本中央研究院制得的非晶硅电池的转换效率最高为13.12 %[6]。

南开大学的耿新华等[7]采用工业用材料,以铝背电极制备出面积为20×20cm2、转换效率为8.128%的a-Si/a-Si叠层太阳能电池。

由于非晶硅的光学带隙为1.7eV,使材料本身对太阳辐射光谱的长波区域不敏感,这样一来就限制了非晶硅太阳能电池的转换效率。

此外,其光电效率会随着光照时间的延续而衰减,即所谓的光致衰退S-W效应[8],使得电池性能不稳定。

解决这些问题的途径就是制备叠层太阳能电池,该方面研究已取得两大进展:第一,三叠层结构非晶硅太阳能电池转换效率达到13%;第二,三叠层太阳能电池年生产能力达5MW[9]。

2.4 多元化合物薄膜太阳能电池单晶硅电池的替代品主要包括砷化镓等Ⅲ-Ⅴ族化合物、硫化镉、碲化镉及铜铟硒薄膜电池等。

与非晶硅薄膜太阳能电池相比,上述电池具有效率高、成本低、易于大规模生产的特点。

但由于镉有剧毒,容易产生环境污染问题。

因此,并不是晶体硅太阳能电池最理想的替代品。

砷化镓等Ⅲ-Ⅴ族化合物及铜铟硒薄膜电池由于具有较高的转换效率也受到人们的普遍重视。

Ⅲ-Ⅴ族化合物,如GaAs、GaSb、GaInP等电池材料都得到了开发。

1998年德国费莱堡太阳能系统研究所制得的GaAs太阳能电池转换效率为24.12%,首次制备的GaInP电池转换效率为14.7 %。

该研究所还采用堆叠结构制备GaAs/GaSb电池,该电池是将两个独立的电池堆叠在一起,GaAs作为上电池,下电池用的是GaSb。

所得到的电池效率可达31.11%.铜铟硒CuInSe2简称CIS,其能隙为1.1eV 适于太阳光的光电转换。

另外,CIS薄膜太阳能电池不存在光致衰退问题,可用作高转换效率薄膜太阳能电池材料。

主要制备方法有真空蒸镀法和硒化法。

其转换效率从上世纪80年代最初的8%已发展到目前的15%左右[10]。

日本松下公司开发的掺镓的CIS电池,光电转换效率已达15.13 %(面积1cm2)。

CIS作为太阳能电池的半导体材料,具有价格低廉、性能良好和工艺简单等优点,但铟和硒都是比较稀有的元素,不易获得。

2.5 有机物太阳能电池有机物太阳能电池制备工艺简单(真空蒸镀或涂敷),具有制造面积大、廉价、简易、柔性等优点,可以制备在可卷曲折叠的衬底上形成柔性的太阳能电池。

目前,有机太阳能电池在特定条件下光电转换率已达9.15%[11]。

1974年,K.Ghosh等制造出Al/MgPc/Ag肖脱基势垒(Schottky-barrier)光电池,对短路电流、有机染料光吸收常数、有机膜层厚度、载流子扩散长度等的关系进行了研究.A.R. Inigo 等在Polyaniline (Pani) Schottky - barrier 电池中加入CuPc 粉末,增加并拓宽了有机膜层的光吸收幅度;在CuPc单晶中掺杂I2 时,CuPc层的电导率增大3个数量级.G.D.Sharma等对金属/染料或敏化染料SnO2的Schottky- barrier电池研究发现通过对染料的敏化和提高电极的功函,势垒高度和激活能都得到了降低。

染料敏化后金属/半导体界面的耗尽层宽度减小,导致近界面的电场增强,强电场迅速将激子分裂成自由电子和空穴,因而提高了电导率和整体效率;另一方面由于空间电荷密度提高而导致的耗尽层宽度收缩也可能限制有机光电池的性能。

另外,入射Schottky-barrier电池光电导层的光强有很大部分被电极反射掉,降低了光电池转换效率.S.Hayashi等从共振观点出发,用SPP(surface plasmon polaritons) 激发技术改善了CuPc Schottky- barrier电池,在入射角45°的白光照射下,光电转换效率提高到原来的2.13倍。

2.6纳米晶化学太阳能电池湿化学太阳能电池是一种通过光电极将太阳能转换为电能或电能和化学能的电器件。

目前最成功的是Gratzel 等[12]人提出的染料敏化纳米二氧化钛薄膜为光阳极的太阳能光电池(简称为Gratzel 电池) ,其光电转换效率在模拟日光照射下(AM1.5) 已达10 %.Muakoshi 等[13]以纳米二氧化钛颗粒表面合成导电聚合物聚吡咯作为正负极间电荷输运的传导介质,建立了一种固态光电池。

Gratzel 等[14]用一种有机空穴导电材料代替液态电解质,结合吸附染料的纳米二氧化钛薄膜制成固态光电池,其单色光电转换效率达到33 % ,使染料敏化纳米薄膜太阳能光电池的研究向实际应用迈出了一大步。

Schon 等[15]报道了通过在有机光电二极管中进行有机材料的分子掺杂可以提高光电转换效率。

这种由掺杂的并五苯构成的薄膜器件的出现对高效太阳能电池的生产是一个巨大的推动。

染料敏化湿化学太阳能电池由镀有透明导电膜的导电基片、多孔纳米晶TiO2 薄膜、染料光敏化剂、电解质溶液及透明对电极等几部分构成。

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