太陽能電池材料,功能材料,課程論文

1、太陽能電池材料功能材料課程論文.txt時(shí)尚，就是讓年薪八千的人看上去像年薪十萬。我們總是要求男人有孩子一樣的眼神，父親一樣的能力。一分鐘就可以遇見一個(gè)人，一小時(shí)喜歡上一個(gè)人，一天愛上一個(gè)人，但需要花盡一生的時(shí)間去忘記一個(gè)人。本文由崔承佑貢獻(xiàn)doc文檔可能在WAP端瀏覽體驗(yàn)不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機(jī)查看。太陽能電池材料摘要：摘要：倡導(dǎo)綠色環(huán)保，清潔高效，清潔能源是當(dāng)今的時(shí)代主題，越來越受到各國(guó)的廣泛關(guān)注的太陽能材料可能

2、將引領(lǐng)未來的能源材料領(lǐng)域。本文著重簡(jiǎn)紹幾種廣泛應(yīng)用和極大開發(fā)價(jià)值的太陽能電池材料及其制備技術(shù)。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞太陽能材料單晶硅材料電池多晶硅材料電池非晶硅薄膜化合物薄膜效率成本引言：太陽能是人類取之不盡用之不竭的可再生能源也是清潔能源，不產(chǎn)生任何的環(huán)境污染。在太陽能的有效利用當(dāng)中；大陽能光電利用是近些年來發(fā)展最快，最具活力的研究領(lǐng)域，是其中最受矚目的項(xiàng)目之一。為此，人們研制和開發(fā)了太陽能電池。制作太陽能電池主要是以半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)，其工作

3、原理是利用光電材料吸收光能后發(fā)生光電于轉(zhuǎn)換反應(yīng)，根據(jù)所用材料的不同，太陽能電池材料可分為：1、硅太陽能電池材料；2、以無機(jī)鹽如砷化鎵IIIV化合物、硫化鎘、銅銦硒等多元化合物為材料的電池；3、功能高分子材料制備的大陽能電池；4、納米晶材料太陽能電池等。不論以何種材料來制作電池，對(duì)太陽能電池材料一般的要求有：1、半導(dǎo)體材料的禁帶不能太寬；②要有較高的光電轉(zhuǎn)換效率：3、材料本身對(duì)環(huán)境不造成污染；4、材料便于工業(yè)化生產(chǎn)且材料性能穩(wěn)定?；谝陨?/p>

4、幾個(gè)方面考慮，硅是最理想的太陽能電池材料，這也是太陽能電池以硅材料為主的主要原因。但隨著新材料的不斷開發(fā)和相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，以其它村料為基礎(chǔ)的太陽能電池也愈來愈顯示出誘人的前景。本文簡(jiǎn)要地綜述了太陽能電池的種類及其研究現(xiàn)狀，并討論了太陽能電池的發(fā)展及趨勢(shì)。1硅系材料太陽能電池1.1單晶硅材料太陽能電池硅系列太陽能電池中，單晶硅大陽能電池轉(zhuǎn)換效率最高，技術(shù)也最為成熟。高性能單晶硅電池是建立在高質(zhì)量單晶硅材料和相關(guān)的成熱的加工處理工藝基礎(chǔ)上的

5、?，F(xiàn)在單晶硅的電池工藝己近成熟，在電池制作中，一般都采用表面織構(gòu)化、發(fā)射區(qū)鈍化、分區(qū)摻雜等技術(shù)，開發(fā)的電池主要有平面單晶硅電池和刻槽埋柵電極單晶硅電池。提高轉(zhuǎn)化效率主要是靠單晶硅表面微結(jié)構(gòu)處理和分區(qū)摻雜工藝。在此方面，德國(guó)夫朗霍費(fèi)費(fèi)萊堡太陽能系統(tǒng)研究所保持著世界領(lǐng)先水平。該研究所采用光刻照相技術(shù)將電池表面織構(gòu)化，制成倒金字塔結(jié)構(gòu)。并在表面把一13nm。厚的氧化物鈍化層與兩層減反射涂層相結(jié)合通過改進(jìn)了的電鍍過程增加?xùn)艠O的寬度和高度的比率：

6、通過以上制得的電池轉(zhuǎn)化效率超過23%，是大值可達(dá)233％。Kyocera公司制備的大面積（225cm2）單電晶太陽能電池轉(zhuǎn)換效率為1944%，國(guó)內(nèi)北京太陽能研究所也積極進(jìn)行高效晶體硅太陽能電池的研究和開發(fā)，研制的平面高效單晶硅電池（2cmX2cm）轉(zhuǎn)換效率達(dá)到19.79%，刻槽埋柵電極晶體硅材料制成的電池（5cmX5cm）轉(zhuǎn)換效率達(dá)8.6%。單晶硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率無疑是最高的，在大規(guī)模應(yīng)用和工業(yè)生產(chǎn)中仍占據(jù)主導(dǎo)地位，但由于受單晶硅材料

7、價(jià)格及相應(yīng)的繁瑣的電池工藝影響，致使單晶硅成本價(jià)格居高不下，要想大幅度降低其成本是非常困難的。為了節(jié)省高質(zhì)量材料，尋找單晶硅電池材料的替代產(chǎn)品，現(xiàn)在發(fā)展了薄膜太陽能電池材料，其中多晶硅薄膜太陽能電池材料和非晶硅薄膜太陽能電池材料就是典型代表。12多晶硅薄膜材料電池通常的晶體硅太陽能電池是在厚度350～450μm的高質(zhì)量硅片上制成的，這種硅片從提拉或澆鑄的硅錠上鋸割而成。因此實(shí)際消耗的硅材料更多。為了節(jié)省材料，人們從70年代中期就開始在廉

8、價(jià)襯底上沉積多晶硅薄膜，但由于生長(zhǎng)的硅膜晶粒大小，未能制成有價(jià)值的太陽能電池。為了獲得大尺寸晶粒的薄膜，人們一直沒有停止過研究，并提出了很多方法。率問題，那么，非晶硅大陽能電池?zé)o疑是太陽能電池的主要發(fā)展產(chǎn)品之一。2化合物薄膜太陽能電池2.1碲化鎘太陽能電池碲化鎘(CdTe)材料成本低、效率高.且光譜響應(yīng)與太陽光譜分吻合。薄膜的生長(zhǎng)工藝主要有絲網(wǎng)印刷燒結(jié)法、近空間升華法、真空蒸發(fā)法等。碲化鎘半導(dǎo)體光伏材料理論轉(zhuǎn)換效為30%o。CdTe電池

9、實(shí)驗(yàn)室效率16.4%大規(guī)模生產(chǎn)的商業(yè)化電池平均效率8%一10%。四川大學(xué)制備出的電池率達(dá)11.6%。以cdTe吸收層，CdS作窗口層的結(jié)構(gòu)為:減反射膜玻璃SnOz:FCdSPCdTe背電極，這種電池轉(zhuǎn)換效率達(dá)16%。2.2砷化鎵太陽能電池1954年.首次發(fā)現(xiàn)砷化鎵材料具有光生伏特效應(yīng)，1974年砷化鎵電池效率的理論值達(dá)22%~25%。實(shí)驗(yàn)室條件下在CaAs單結(jié)電池效率已超過25%。目前研究的砷化鎵系列太陽能電池有單品砷化鎵、多品砷化鎵鎵

10、鋁砷一砷化鎵異質(zhì)結(jié)、金屬一半導(dǎo)體砷化鎵、金屬一絕緣體半導(dǎo)體砷化鎵等。材料的制備類似于硅半導(dǎo)體的制備，有晶體生長(zhǎng)法、直.接拉制法、氣相生長(zhǎng)法、液相外延法等。另外IIIV族三、四元化合物(CaInPAlCaInPCaInAs等)半導(dǎo)體材料的技術(shù)日益成熟，可通過設(shè)計(jì)電池結(jié)構(gòu)來提高效率和降低成本。雙結(jié)電池的效率最高為30%，三結(jié)電池為38%，四結(jié)電池為41%。目前，國(guó)外已將砷化鎵太陽能電池作為航天飛行器空間主電源.而且砷化鎵組件所占比例逐漸增大

11、，目前已占90%。2.3銅銦硒太陽能電池銅銦硒太陽能電池是以銅、銦、硒三元化合物半導(dǎo)體為基本材料制成的太陽能電池，是在玻璃或其它廉價(jià)襯底上沉積若十層金屬化合物的半導(dǎo)體薄膜.其厚度大約為200~300nm.具有成本低、性能穩(wěn)定、抗輻射能力強(qiáng)等特性。日本昭和石油公司開發(fā)的而積為864cm^2的電池轉(zhuǎn)換效率為14.3%。美國(guó)盡管化合物能源部叫再生能源實(shí)驗(yàn)室研制出的CIGS電池轉(zhuǎn)換效率已達(dá)19.2%。半導(dǎo)體材料的太陽能電池具有價(jià)格低廉、性能良好

12、和工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn).但是其所用的材料中大多有毒.且有的是稀元素.所以其發(fā)展已受到很大限制。2.4聚合物薄膜太陽能電池以聚合物為材料的太陽能電池是近些年開始的研究方向.具有分子結(jié)構(gòu)自行設(shè)計(jì)合成、易加工、毒性小、成本低等特點(diǎn)。目前制作聚合物半導(dǎo)體層主要是:真空技術(shù)，主要包括真空鍍膜濺射和分子束外延生長(zhǎng)技術(shù)溶液處理成膜技術(shù).主要有電化學(xué)沉積技術(shù)、鑄膜技術(shù)、分子組裝技術(shù)、印刷技術(shù)等單品技術(shù).主要有電化學(xué)法、擴(kuò)散法和氣相法。Heeger等發(fā)現(xiàn).聚乙

13、炔用IzAsFs摻雜后電導(dǎo)率明顯增高?？谇癙3HTPCBM體系最高的光電轉(zhuǎn)化效率為4%。李永舫等使帶雙嚓嗯乙烯撐邊鏈的二維共扼聚嚓吩與PCBM共混時(shí).能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)3.18%。雖然聚合物電池有著眾多優(yōu)點(diǎn)，但性能無法與傳統(tǒng)太陽能電池相比。參考文獻(xiàn)：參考文獻(xiàn)：[I]梁宗存.沈輝.李戮洪.太GR能電池及材料J(ufJl.材料導(dǎo)報(bào)200014(8):3840.[2]盧金軍.太陽能電池的)IJ%現(xiàn)狀和產(chǎn)業(yè)發(fā)展[f.T1.高新技術(shù).2007.(18

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