太阳能电池背板.ppt
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【课件】对太阳能电池背电极的研究精品版
我公司的背电极设计
背电极区域EL图像发黑的原因分析
• 背电极覆盖区域处于电池的背面，并不会起到遮光的 作用
• 背电极通常使用银浆印刷，银浆直接印刷在P型硅表 面，在烧结后银与硅形成合金层，形成了无定形非晶 高密度结构，同时向硅中引入了银杂质。
背电极区域EL图像发黑的原因分析
• 在硅中，银产生一个受主能级 和一个施主能级，距离导带底 和价带顶均较远，为深能级杂 质。
材料 其它
太阳能电池厂商对背电极的设计各有不同
太阳能电池厂商对背电极的设计各有不同
电致发光（EL）
电致发光（Electro Luminescent-EL）
• 电致发光（EL）是一种测试太阳能电池片缺陷的 有效测试手段。
• 电致发光可以看做是电池片光电转换的逆作用， 与光电转换相似的是，在相同的电流强度下，少 子寿命低的电池区域，其电致发光的效率也低。 发光强度与光电转换效率直接对应，因此电致发 光可以作为检测电池片缺陷的直接有效手段。
• 选择了一种简单直观的方法对太阳能电池背电极进行优化 ，减小了背电极对电池性能的影响，提高太阳能电池的效 率。
谢谢！
对太阳能电池背电极的研究
吴旻 2010-11-19
晶体硅太阳能电池丝网印刷金属电极：
• 正面栅线 •能
金属栅线 体电阻率
短路电流
填充因子
串联电阻
反射红外 波段光
铝背 场
吸杂
形成P+ 层
对太阳能电池背电极的研究
• 部分浆料公司对太阳 能电池背电极的材料进 行了研究，其它方面的 研究很少。
• 银在硅中扩散快，它本身可产 生缺陷，并易与缺陷络合，起 复合中心作用，严重影响少子 寿命。
浆料材料 • 主要由浆料
光伏太阳能电池基本知识PPT课件
材料特点：均为半导体。
7
太阳能电池的种类（按材料的种类区分）
8
各种太阳能电池的效率（实验室电池）
9
太阳能电池的发展趋势
太阳能电池发展瓶颈：效率、稳定性、成本。 以硅片为载体的光伏电池制造技术，其理论极限效率为29%，按目前的技术路线， 提升效率的难度已经非常大。 薄膜太阳能电池由于具有大面积沉积、低材料消耗及可在低成本基板上制作，有较大 的成本下降潜力的优点，其发展前景非常看好，成为阶段发展研究的重点。 第三代太阳能电池不断出现：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。
19
太阳辐射——太阳辐照数据
重要的太阳辐射数据来源是从卫星图像上测得的太阳辐射。这些图像提供了特定 地区的云层覆盖水平的信息。云层覆盖水平的相关信息可以用来估算当地的日照度。
20
第三节 半导体基本知识
21
半导体基本知识
半导体，指常温下导电性能介于导体与绝 缘体之间的材料。
半导体材料可以来自元素周期表中的Ⅴ族 元素，或者是Ⅲ族元素与Ⅴ族元素相结合（叫 做Ⅲ -Ⅴ型半导体 ），还可以是Ⅱ族元素与Ⅵ 族元素相结合（叫做Ⅱ -Ⅵ型半导体 ）。硅是 使用最为广泛的半导体材料。
3
为什么要研究太阳能电池
1、化石燃料终将枯竭，太阳能是地 2、环境污染日益严重。 球上大多数能源的终极来源。
4
可再生能源简介
目前人类可利用的新能源包括太阳能、风能、地热能、水能、海洋能等。
太阳能发电
太阳能是最为 理想的可再生 能源和无污染能源。水力Leabharlann 电风力发电地热能发电
潮汐发电
5
太阳能电池的原理
A M co s 0 .50（ 5 9 1.0 7 67 2 9） 9 1 .3 .563 64
7
太阳能电池的种类（按材料的种类区分）
8
各种太阳能电池的效率（实验室电池）
9
太阳能电池的发展趋势
太阳能电池发展瓶颈：效率、稳定性、成本。 以硅片为载体的光伏电池制造技术，其理论极限效率为29%，按目前的技术路线， 提升效率的难度已经非常大。 薄膜太阳能电池由于具有大面积沉积、低材料消耗及可在低成本基板上制作，有较大 的成本下降潜力的优点，其发展前景非常看好，成为阶段发展研究的重点。 第三代太阳能电池不断出现：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。
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太阳辐射——太阳辐照数据
重要的太阳辐射数据来源是从卫星图像上测得的太阳辐射。这些图像提供了特定 地区的云层覆盖水平的信息。云层覆盖水平的相关信息可以用来估算当地的日照度。
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第三节 半导体基本知识
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半导体基本知识
半导体，指常温下导电性能介于导体与绝 缘体之间的材料。
半导体材料可以来自元素周期表中的Ⅴ族 元素，或者是Ⅲ族元素与Ⅴ族元素相结合（叫 做Ⅲ -Ⅴ型半导体 ），还可以是Ⅱ族元素与Ⅵ 族元素相结合（叫做Ⅱ -Ⅵ型半导体 ）。硅是 使用最为广泛的半导体材料。
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为什么要研究太阳能电池
1、化石燃料终将枯竭，太阳能是地 2、环境污染日益严重。 球上大多数能源的终极来源。
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可再生能源简介
目前人类可利用的新能源包括太阳能、风能、地热能、水能、海洋能等。
太阳能发电
太阳能是最为 理想的可再生 能源和无污染能源。水力Leabharlann 电风力发电地热能发电
潮汐发电
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太阳能电池的原理
A M co s 0 .50（ 5 9 1.0 7 67 2 9） 9 1 .3 .563 64
晶体硅太阳能电池结构及原理通用课件
行业政策与市场趋势的挑战与机遇
环保政策
随着全球对环境保护意识的增强，各国政府出台了一 系列的环保政策，对晶体硅太阳能电池的生产和应用 提出了更高的要求，但同时也为环保型、高效能的晶 体硅太阳能电池提供了市场机遇。
市场竞争
晶体硅太阳能电池市场竞争激烈，各国企业都在加大 研发和生产力度，提高产品质量和降低成本，以争取 更大市场份额，企业需要保持技术创新和市场敏锐度， 才能立于不败之地。
分类
太阳能电池主要分为硅基太阳能电池、 薄膜太阳能电池、染料敏化太阳能电 池等几大类，其中晶体硅太阳能电池 是硅基太阳能电池的一种。
晶体硅太阳能电池的应用与优势
应用
晶体硅太阳能电池广泛应用于光伏电站、太阳能热水器、太阳能灯具、太阳能 船、太阳能车等方面。
优势
晶体硅太阳能电池具有稳定性好、寿命长、转换效率高等优点，同时，由于其 在制造过程中技术成熟、成本逐渐降低，因此大规模应用较为广泛。
太阳能光伏电站案例分析
光伏电站类型
根据电站规模和应用场景，太阳能光伏电站可分为集中式光伏电站和分布式光伏电站。集中式光伏电 站通常建设在荒漠、戈壁等土地资源丰富地区，而分布式光伏电站则主要建设在建筑屋顶、墙面等闲 置空间。
案例分析
以某大型集中式光伏电站为例，介绍晶体硅太阳能电池在其中的应用，包括电池组件选型、电站布局 设计、发电效率分析等方面。
太阳能交通工具概述
简要介绍太阳能汽车、太阳能船舶、太阳能 飞机等太阳能交通工具的发展现状及趋势。
晶体硅太阳能电池在太阳 能交通工具中的应用
阐述晶体硅太阳能电池在太阳能交通工具中 的关键技术，如高效能量存储系统、轻量化 设计等，并分析其在提高交通工具续航里程、 降低能耗等方面的作用。同时，探讨晶体硅 太阳能电池在未来太阳能交通工具领域的潜
光伏太阳能电池基本知识PPT课件
太阳常数：f=1.366KW/m2 （1瓦=1焦耳/秒） 表征的是到达大气顶（大气层上界）的总太阳能量（包含整个太阳光谱）值。
15
太阳辐射——地球表面的太阳辐射
当入射到地球大气层的太阳辐射相对稳定时，影响地球表面辐射的主要因素是: 大气效应，包括吸收和散射 当地大气质量的不同，如水蒸气、云层和污染 纬度位置不同 一年中季节的不同和一天里时间的不同
1 e V 1 .6 0 1 1 2 0 J 9
能量与波长之间的关系： E（eV）=1.24/λ（μm）
通过上面的公式，可求出特定波长的光子的能量大 小。
14
太阳辐射——太阳常数
定义：在日地平均距离处，与太阳光束方向垂直的单位面积上，单位时间内所接收到的 太阳总辐射能。这个常数的值及其光谱已经被定为标准值，叫作大气质量为零的辐射（ AM0）。
一般用波长（符号为λ）或相对应的能量（符号为E） 来描述一个光子的特性。 子的能量与波长之间存在反比例 关系，方程如下：
E=hc/ λ 其中h是普朗克常数，c表示光速。 当描述光子、电子等粒子时，共同使用的能量单位是 “电子伏特”（eV），而不是“焦耳”（J）。一个电子 伏 特的能量相当于把一个电子的电势提高一伏所需要的功， 所以
材料特点：均为半导体。
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太阳能电池的种类（按材料的种类区分）
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各种太阳能电池的效率（实验室电池）
9
太阳能电池的发展趋势
太阳能电池发展瓶颈：效率、稳定性、成本。 以硅片为载体的光伏电池制造技术，其理论极限效率为29%，按目前的技术路线， 提升效率的难度已经非常大。 薄膜太阳能电池由于具有大面积沉积、低材料消耗及可在低成本基板上制作，有较大 的成本下降潜力的优点，其发展前景非常看好，成为阶段发展研究的重点。 第三代太阳能电池不断出现：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。
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太阳辐射——地球表面的太阳辐射
当入射到地球大气层的太阳辐射相对稳定时，影响地球表面辐射的主要因素是: 大气效应，包括吸收和散射 当地大气质量的不同，如水蒸气、云层和污染 纬度位置不同 一年中季节的不同和一天里时间的不同
1 e V 1 .6 0 1 1 2 0 J 9
能量与波长之间的关系： E（eV）=1.24/λ（μm）
通过上面的公式，可求出特定波长的光子的能量大 小。
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太阳辐射——太阳常数
定义：在日地平均距离处，与太阳光束方向垂直的单位面积上，单位时间内所接收到的 太阳总辐射能。这个常数的值及其光谱已经被定为标准值，叫作大气质量为零的辐射（ AM0）。
一般用波长（符号为λ）或相对应的能量（符号为E） 来描述一个光子的特性。 子的能量与波长之间存在反比例 关系，方程如下：
E=hc/ λ 其中h是普朗克常数，c表示光速。 当描述光子、电子等粒子时，共同使用的能量单位是 “电子伏特”（eV），而不是“焦耳”（J）。一个电子 伏 特的能量相当于把一个电子的电势提高一伏所需要的功， 所以
材料特点：均为半导体。
7
太阳能电池的种类（按材料的种类区分）
8
各种太阳能电池的效率（实验室电池）
9
太阳能电池的发展趋势
太阳能电池发展瓶颈：效率、稳定性、成本。 以硅片为载体的光伏电池制造技术，其理论极限效率为29%，按目前的技术路线， 提升效率的难度已经非常大。 薄膜太阳能电池由于具有大面积沉积、低材料消耗及可在低成本基板上制作，有较大 的成本下降潜力的优点，其发展前景非常看好，成为阶段发展研究的重点。 第三代太阳能电池不断出现：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。
光伏太阳能电池电池教程ppt精选课件
2021/6/13
ppt精选版
ห้องสมุดไป่ตู้
8
&0.2光伏发电的介绍
而是还作为一种能显著地减少由先进工业国家照成的环境 破坏的影响的方法。
不断增长的市场和光伏发电的鲜明个性意味着比以往
任何时候都多的应用正在以光伏的形式被推动着。这些应
用的领域从几兆瓦的发电站到无处不在的太阳能计算器。
此电子教程旨在提供陆地太阳能发电的概况以向非专业人
E（eV）=1.24/λ（μm）
2021/6/13
ppt精选版
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&1.1.2光的基本原理 --光子的能量
通过上面的公 式，可求出特定波 长的光子的能量大 小。
2021/6/13
ppt精选版
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&1.1.3光的基本原理 --光子通量
光子通量被定义为单位时间内通过单位面积的光子数量：
#（光子数量） s m2
2021/6/13
ppt精选版
10
&0.3温室效应
球平均温度保持在15°C左右，比月球的高33°C。二氧化 碳强烈地吸收波长在13-19微米波段的辐射，而另外一种大 气气体——水蒸气，能强烈吸收波长在4-7微米波段的辐射。 大多数逃逸出地球的辐射的波长集中在7-13微米波段这个 “窗口”。
人类活动正在不断地向大气排放“人造气体”，这些气 体能吸收波长在7-13微米范围内的辐射，特别是二氧化碳、 甲烷、臭氧、氮氧化物以及含氯氟烃（CFC’S）。这些气体 阻碍了热能的正常逃逸并有可能使地表温度升高。现有的 证据显示，到2030年，起效果的CO2水平将是现在的两倍。 致使全球温度升高1到4度。这将引起风的流动模式和降雨
2021/6/13
ppt精选版
《太阳能电池的特性》幻灯片
波长段的光谱响应为零。
硅太阳能电池的响应曲线。
2021/5/21
UNSW新南威尔士大学
17
§ 理想太阳能电池 光谱响应
理想的光谱响应在长波长段受到限制，因为半导体不能吸收能量低 于禁带宽度的光子。这种限制在量子效率曲线中同样起作用。然而，不同 于量子效率的矩形曲线，光谱响应曲线在随着波长减小而下降。因为这些 短波长的光子的能量很高，导致光子与能量的比例下降。光子的能量中，
UNSW新南威尔士大学
16
§ 理想太阳能电池 光谱响应
“光谱响应〞在概念上类似于量子效率。量子效率描述 的是电池产生的光生电子数量与入射到电池的光子数量的比， 而光谱响应指的是太阳能电池产生的电流大小与入射能量的比 例。以下图将描述一光谱响应曲线。
光
理想的光谱响应
谱
响 应
能量低于禁带宽度的光 不能被吸收，所以在长
E-H
§ 理想太阳能电池 收集概率
归 一 化 的
对 生 成 率
上图显示了不同波长的光在硅材料中的载流子生成率。波长 0.45μm的蓝光拥有高吸收率，为105cm-1，也因此它在非常靠近 顶端外表处被吸收。波长0.8μm的红光的吸收率103cm-1，因此其 吸收长度更深一些。1.1μm红外光的吸收率为103cm-1，但是它几 乎不被吸收因为它的能量接近于硅材料的禁带宽度。
太阳能电池的伏安曲线 短路电流ISC是电池流出的最 大电流，此时穿过电池的电 压为零。
电池产生的电能
2021/5/21
UNSW新南威尔士大学
24
§ 太阳能电池的参数 短路电流
短路电流的大小取决于以下几个因素：
太阳能电池的外表积。要消除太阳能电池对外表积的依赖，通 常需改变短路电流强度〔JSC单位为mA/cm2〕而不是短路 电流。
太阳能电池介绍PPT课件
图3-13 硅光电池的开路电压 和短路电流与光照度关系
池；背面点接触太阳电池；叠层太阳电池等。
.
28
3.1 太阳能光伏发电原理
2.太阳电池的技术参数 （1）开路电压（Uoc） 受光照的太阳电池处于开路状态，光生载流子只能积累 于p-n结两侧产生光生电动势，这时在太阳电池两端测得的 电势差叫做开路电压，用符号Uoc表示。 （2）短路电流（Isc） 如果把太阳电池从外部短路测得的最大电流，称为短路 电流，用符号Isc表示。
1.光伏效应
p-n结及两边产生的光生载流子就被内建电场所分离，在p区聚集光 生空穴，在n区聚集光生电子，使p区带正电，n区带负电，在p-n结两 边产生光生电动势。上述过程通常称作光生伏特效应或光伏效应。光 生电动势的电场方向和平衡p-n结内建电场的方向相反。当太阳能电池 的两端接上负载，这些分离的电荷就形成电流。
.
14
3.1 太阳能光伏发电原理
5.电子和空穴 电子从价带跃迁到导带（自由电子）后，在价带中留下 一个空位，称为空穴，空穴移动也可形成电流。电子的这 种跃迁形成电子-空穴对。电子和空穴都称为载流子。 电子-空穴对不断产生， 又不断复合。
图3-5 具有一个断键的硅晶体
.
15
3.1 太阳能光伏发电原理
n区中产生的光生载流子到达p-n结区n侧边界时，由于内建电场的 方向是从n区指向p区，静电力立即将光生空穴拉到p区，光生电子阻留 在n区。
p区中到达p-n结区p侧边界的光生电子立即被内建电场拉向n区，空 穴被阻留在p区。
空间电荷区中产生的光生电子-空穴对则自然被内建电场分别拉向n 区和p区。
.
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3.1 太阳能光伏发电原理
图3-12 太阳电池的结构和符号
太阳能电池案例PPT课件
• 1995 高效聚光Ga As太阳能电池问世，效率达32％。
• 1997 美国提出“克林顿总统百万太阳能屋顶计划，日本提出“新阳
光计划”
第7页/共65页
并网发电系统及工作原理
第8页/共65页
太阳能电池的结构及工作原理
第9页/共65页
上面是掺有5价元素磷、并依靠大量电子导电的 N型半导体。下面是掺有三价元素硼、并依靠空穴 导电的P型半导体。界面处即为PN结。N型半导体 表面布有很细的金属栅线，另一面紧贴P型硅。为 了减少反射，整个电池表面覆盖一层透明的减反射 模。
第35页/共65页
国内太阳能电池的发展现状
2003－2007年5年间，世界太阳能电池的 平均增长速度为35％，而中国太阳能电池年平均 增长速度高达150%。2007年中国光伏电池年产 量约1GW，占世界的1/4，仅次于日本和欧洲位 居全球第三。2006～2007年，陆续有10家中国 光伏企业在海外上市。尽管如此，由于面临越来 越激烈的市场竞争和硅材料短缺等问题，中国的 太阳能电池行业存在着严重的问题。
第2页/共65页
太阳向宇宙空间发射的辐射功率为 3.8×1023 kW，其中20亿分之一到达地球大 气层，到达地球大气层的太阳能有30％被大气 层反射，23％被大气层吸收，其余的到达地球 表面，功率约为800000亿kW，也就是说太阳 每秒钟照射到地球上的能量就相当于燃烧500 万吨煤释放的能量。
（2 )薄膜太阳能电池在未来5年将成为主流
薄膜电池具有安全、可折叠、方便连接、 轻巧、抗热性能好、不易破损等特点。目前，世 界上至少有40个国家正在开展低成本、大面积、 高效率的薄膜电池的实用化技术研究，先后发展 了非晶硅、碲化镉、CIS等薄膜电池。
第34页/共65页
太阳能电池背板知识介绍
太阳能电池背板知识介绍目录1. 内容概要 (2)1.1 太阳能电池背板的重要性 (2)1.2 文档概览 (4)2. 太阳能电池背板的材料 (4)2.1 高分子背板 (6)2.1.1 乙烯四氟乙烯共聚物 (7)2.1.2 聚氟乙烯 (8)2.2 玻璃背板 (10)2.2.1 安全性评估 (11)2.2.2 生产工艺 (12)2.3 金属背板 (14)3. 太阳能电池背板的性能 (15)3.1 机械特性 (16)3.1.1 抗拉强度和断裂伸长率 (17)3.1.2 抗冲击性 (18)3.2 热性能 (19)3.2.1 耐热性测试 (20)3.2.2 热稳定性评定 (22)3.3 水汽传输率 (22)3.3.1 对背板寿命的影响 (24)3.3.2 测试方法 (24)4. 太阳能电池背板的应用与发展趋势 (26)4.1 商业应用案例分析 (27)4.2 技术挑战与改进方向 (28)4.2.1 提高透明度和强度 (30)4.2.2 降低成本和增加产能 (31)5. 小结与未来展望 (32)5.1 关键技术点总结 (33)5.2 未来发展趋势预测 (35)1. 内容概要背板的功能与类型详细阐述背板的四大核心功能，并分别介绍常见的背板类型，包括半透明背板、透射型背板、导电背板等。
主流背板材料特性及应用分析目前常用背板材料的优缺点，例如背面玻璃、氟聚酮、塑料复合材料等，并探讨材料选用在太阳能电池组件性能和成本的影响。
太阳能电池背板的生产工艺介绍背板的常见制造流程，包括切割、冲孔、涂布、印刷等环节，并简述每个环节的技术特点。
性能指标及评价标准阐述背板的主要性能指标，如隔热性能、光学性能、机械强度、耐候性和安全性等，并介绍相关的评价标准和测试方法。
未来发展趋势展望太阳能电池背板未来的发展方向，包括轻量化、高透射率、柔性化、智能化等方面。
相信本文档能够帮助读者更好地理解太阳能电池背板的知识，了解其在太阳能发电领域的应用价值，并关注其未来发展趋势。