影响太阳能电池转换效率的主要原因与改善方法

影响太阳能电池转换效率的主要原因与改善方法

【摘要】：影响天阳能电池转换效率的因素，主要可规划为制作电池的材料，太阳能电池的制程，太阳能电池的表面处理以及太阳光板的角度处理。

一、影响太阳能电池转换效率的主要原因与改善方法

1.材料

1.1 厚度

半导体芯片受光过程中，带正电的电洞往p 型区移动，带负电的电子往N型区移动；受光后，电池若接有负载，则负电子由N区负电极流出负电再由P 区正电极流入形成一太阳能电池。(图一)

图一(受光后的太阳能电池)

依据此原理我们可以知道，太阳能电池愈薄，电子、电洞的移动路径愈短。

2 .制程

2.1 电池与接线的电阻

电池与接线间的电阻对太阳能电池转换效率的高低影响十分显著。尤其太阳能电池模块是由多个电池串联而成，因此接点电阻影响甚巨。(表一)

因此，可在采用模块设计时改进横向布线及电池极板等布线结构，以降低电阻。并透过缩小电池单元间隔、加大电池单元的排列密度，提高模块的转换效率。此外，也可将金属电极埋入基板中，以减少串联电阻。(图二)

图二(图片来源：益通光能)(注五)

2.2串叠型电池

将太阳电池制成串叠型电池(tandem cell)。

把两个或两个以上的元件堆栈起来，能够吸收较高能量光谱的电池放在上层，吸收较低能量光谱的电池放在下层，透过不同材料的电池将光子的能量层层吸收，减少光能的浪费并获得比原来更多的光能。

3. 表面处理(影响可用之阳光量)

3.1 抗反射层

在太阳能电池的表面，会镀上一层抗反射层，主要的作用在于让太阳能吸收的过程当中，仅少量的反射造成光能流失。抗反射层做得越好，所能运用的光能自然更多，这也是太阳能电池的制造关键。

抗反射膜的意思就是在基板上镀上一层比基板低折射率的材质，太阳能电池所采用的抗反射膜材质不尽相同，如果能发展出最适合的材质，在太阳能电池转换效率的提升上必是一大进步。

3.2 表面粗化处理

将表面制成金字塔型的组织(Pyramid Texture)结构，可增加表面积，吸收更多太阳光。

3.3电极形状

将不透光的金属电极作成手指状(finger)(图三)或是网状，经过层层反射，可使大部分的入射阳光都能进入半导体材料中。

图三(图片来源：益通光能)

4. 太阳光版角度

4.1 固定式太阳能光电版

不当的装设太阳能光电板会让光电板的日照效益事倍功半，由于所处纬度的不同，太阳照射角度不同，因此太阳能光电板的架设角度也会影响到光电板吸收

阳光的效益。

若是处于赤道上，光电板须平放在水平面上的日照效益最高，而台湾位于北回归线上，纬度为北纬23.5 度。加上白天太阳由东方升起后，行进的轨道会在台湾的南方，所以架设太阳能光电板将板面朝南并将仰角设定为23.5 度，将可以得到最大的日照效益。

另外要注意的是，在架设太阳光电板的场地周围，须避免建筑物、植物或其他可能会遮蔽太阳光照射太阳能光电板的遮蔽物，以利太阳能光电板可以完全接

收太阳光达到最大的发电效益。

4.2 转动式太阳能光电版

太阳日出日落，太阳能光电板在一天中每个时段所能接收的最大太阳光因而不同，无法保持在最大值，因此有人设计出随着太阳的方向、角度而转动的太阳

能光电版，比固定式太阳能光电板更能接收最多的太阳光，达到最大的发电效益。

二、实例

1.表面结构组织化与抗反射层

德国夫朗霍费费莱堡太阳能系统研究所采用光刻照相技术将电池表面织构化，制成倒金字塔结构。并在表面把一13nm 厚的氧化物钝化层与两层减反射涂层相结合。在电镀过程中增加栅极的宽度和高度的比率，制得的电池转化效率超过23%，最大值可达23．3％。

2.奈米技术与太阳能电池结合

2004 年新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯国家实验室研究人员利用奈米技术对太

阳能板的线性效率产生了一项重大突破，入射能量转换成电力的高水平从32 %提

升到60 %。

传统太阳能电池吸收光子，每一光子被分开进入到电子及质子，所剩余的振动能量会生成热。洛斯阿拉莫斯所发展的太阳电池是用铅-硒奈米晶体做成，具有特殊的效应，称为撞击游离化(impact ionization)，照射到电池上的每一个光子会生成两个或三个电子

3.非晶硅钝化技术和n型沉底

HIT 电池技术主要为日本三洋公司所有，通过充分利用非晶硅钝化技术和n 型沉底的优越性，其HIT电池商业转换效率可以达到19.5%。

4.全背电极

澳大利亚SunPower 公司利用全背电极提高电池正面光利用率，其位于菲律宾的生产线商业化电池转换效率已达到19.9%。

5.深槽电极

深槽电极电池也是为了增加吸收光的表面积而设计，在此方面新南威尔士大学和北京太阳能研究所的转换效率分别为19.8%和18.6%。

6.香港汇丰银行--太阳自动追踪方式采光装置

将信息处里完毕交由CRT 显示并计算出导光版需要的角度，再将该因应的动作透过传送控制传回智慧末端处里后，由采光装置控制器具发出动作调整角度以让阳光透过导光版被折射进入室内控制型态。

(资料来

源：:Shopia and Stefan Berhling ,2000 Solar power: The evolution of sustainable Architecture. Munich: Prestel)

(整理)大物实验太阳能电池.

实验62 太阳能电池特性研究 根据所用材料的不同，太阳能电池可分为硅太阳能电池，化合物太阳能电池，聚合物太阳能电池，有机太阳能电池等。其中硅太阳能电池是目前发展最成熟的，在应用中居主导地位。本实验研究单晶硅，多晶硅，非晶硅3种太阳能电池的特性。 【实验目的】 1． 太阳能电池的暗伏安特性测量 2． 测量太阳能电池的开路电压和光强之间的关系 3． 测量太阳能电池的短路电流和光强之间的关系 4． 太阳能电池的输出特性测量 【实验原理】 太阳能电池利用半导体P-N 结受光照射时的光伏效应发电，太阳能电池的基本结构就是一个大面积平面P-N 结，图1为P-N 结示意图。 P 型半导体中有相当数量的空穴，几乎没有自由 电子。N 型半导体中有相当数量的自由电子，几乎没有空穴。当两种半导体结合在一起形成P-N 结时，N 区的电子（带负电）向P 区扩散， P 区的空穴（带正 电）向N 区扩散，在P-N 结附近形成空间电荷区与势垒电场。势垒电场会使载流子向扩散的反方向作漂移运动，最终扩散与漂移达到平衡，使流过P-N 结的净电流为零。在空间电荷区内，P 区的空穴被来自N 区的电子复合，N 区的电子被来自P 区的空穴复合，使该区内几乎没有能导电的载流子，又称为结区或耗尽区。 当光电池受光照射时，部分电子被激发而产生电子－空穴对，在结区激发的电子和空穴分别被势垒电场推向N 区和P 区，使N 区有过量的电子而带负电，P 区有过量的空穴而带正电，P-N 结两端形成电压，这就是光伏效应，若将P-N 结两端接入外电路，就可向负载输出电能。 在一定的光照条件下，改变太阳能电池负载电阻的大小，测量其输出电压与输出电流，得到输出伏安特性，如图2实线所示。 负载电阻为零时测得的最大电流I SC 称为短路电流。 负载断开时测得的最大电压V OC 称为开路电压。 太阳能电池的输出功率为输出电压与输 出电流的乘积。同样的电池及光照条件，负载电 阻大小不一样时，输出的功率是不一样的。若以 输出电压为横坐标，输出功率为纵坐标，绘出的 P-V 曲线如图2点划线所示。 输出电压与输出电流的最大乘积值称为最大 输出功率P max 。 填充因子F.F 定义为： sc oc I V P F F ?=?max （1） 空间电荷区 图1 半导体P-N 结示意图 I V

量子点太阳能电池外量子效率首超100%

量子点太阳能电池外量子效率首超100% 据美国物理学家组织网12月16日（北京时间）报道，美国国家可再生能源实验室（NREL）研制出一种新式的量子点太阳能电池，当其被太阳能光谱的高能区域发出的光子激活时，会产生外量子效率最高达114%的感光电流。发表于12月16日出版的《科学》杂志上的这一最新研究为科学家们研制出第三代太阳能电池奠定了基础。 当光子入射到太阳能电池表面时，部分光子会激发光敏材料产生电子空穴对，形成感光电流，此时产生的电子数与入射光子数之比称为感光电流的外量子效率。迄今为止，还没有任何一种太阳能电池在太阳能光谱内光波的照射下，显示出超过100%的外量子效率。 现在，NREL团队首次在量子点太阳能电池上实现了这一点。他们在一个叠层量子点太阳能电池上获得了114%的外量子效率。该电池由具有减反光涂层的玻璃（其包含有一薄层透明的导体）、一层纳米结构的氧化锌、一层经过处理的硒化铅量子点以及薄薄一层用作电极的金组成。 太阳能光子产生超过100%外量子效率基于载子倍增（MEG）过程，借助这一过程，单个被吸收的高能光子能激发多个电子空穴对。NREL团队首次在量子点太阳能电池的感光电流内展示了MEG，科学家们可借此改善太阳能电池的转化效率。研究结果显示，在模拟太阳光的照射下，新量子点太阳能电池的光电转化效率高于4.5%。目前，这种太阳能电池还没有达到最优化，因此，其能源转化效率相对来说偏低。 与传统的太阳能电池相比，量子点太阳能电池内的MEG能将电池的理论热力能转化效率提高35%；量子点太阳能电池也可使用廉价且产量高的卷对卷制程制造而成；其另外一个优势是每单位面积的制造成本很低，科学家们将其称为第三代（下一代）太阳能电池。

太阳能电池的的性能主要取决于它的光电转换效率和输出功率

太阳能电池板太阳能电池的的性能主要取决于它的光电转换效率和输出功率. 1.效率越大,相同面积的太阳能电池板输出功率也就越大, 用高效率的太阳 能电池板可以节省安装面积, 但是价格更贵. 2.太阳能电池的功率, 在太阳能电池板的背面标牌中, 有关于太阳能电池 板的输出参数, 如VOC开路电压,ISC短路电流,VMP工作电压,IMP工作电流, 等. 但我们只需要用工作电压和工作电流就可以了, 这两个相乘就可以得 这块太阳能电池板的输出功率. 太阳能电池板介绍：采用高质量单晶/多晶硅材料,经精密设备树脂封装生产出来的太阳能板,有良好的光电转换效果,外形美观,使用寿命长。 太阳能电池板的作用是将太阳的光能转化为电能后，输出直流电存入蓄电池中。太阳能电池板是太阳能发电系统中最重要的部件之一。 太阳能电池组件可组成各种大小不同的太阳能电池方阵，亦称太阳能电池阵列。太阳能电池板的功率输出能力与其面积大小密切相关，面积越大，在相同光照条件下的输 出功率也越大。 2.太阳能电池板的种类 (1)单晶硅太阳能电池 目前单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右，最高的达到24%，这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的，但制作成本很大，以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，因此其坚固耐用，使用寿命一般可达15年，最高可达25年。 (2)多晶硅太阳能电池 多晶硅太阳能电池的制作工艺与单晶硅太阳能电池差不多，但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少，其光电转换效率约12%左右(2004年7月1日日本夏普上市效率为%的世界最高效率多晶硅太阳能电池)。从制作成本上来讲，比单晶硅太阳能电池要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。此外，多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。从性能价格比来讲，单 晶硅太阳能电池还略好。

#什么是太阳能电池量子效率,如何测试

什么是太阳能电池量子效率,如何测试 请教大家,什么是太阳能电池量子效率啊?Quantum efficiency of a solar cell, QE 太阳能电池量子效率和太阳能电池光谱响应,太阳能电池IPCE有什么区别啊?spectral response, IPCE, Incident Photon to Charge Carrier Efficiency 太阳能电池这些特性如何测试啊? 什么是太阳能电池量子效率?如何测试啊?Quantum efficiency of a solar cell, QE 太阳能电池的量子效率是指太阳能电池的电荷载流子数目和照射在太阳能电池表面一定能量的光子数目的比率。因此，太阳能电池的量子效率和太阳能电池对照射在太阳能电池表面的各个波长的光的响应有关。太阳能电池的量子效率和光的波长或者能量有关。如果对于一定的波长，太阳能电池完全吸收了所有的光子，并且我们搜集到由此产生的少数载流子（例如，电子在P型材料上），那么太阳能电池在此波长的量子效率为1。对于能量低于能带隙的光子，太阳能电池的量子效率为0。理想中的太阳能电池的量子效率是一个正方形，也就是说，对于测试的各个波长的太阳能电池量子效率是一个常数。但是，绝大多数太阳能电池的量子效率会由于再结合效应而降低，这里的电荷载流子不能流到外部电路中。影响吸收能力的同样的太阳能电池结构，也会影响太阳能电池的量子效率。比如，太阳能电池前表面的变化会影响表面附近产生的载流子。并且，由于短波长的光是在非常接近太阳能电池表面的地方被吸收的，在前表面的相当多的再结合将会影响太阳能电池在该波长附近的太阳能电池量子效率。类似的，长波长的光是被太阳能电池的主体吸收的，并且低扩散深度会影响太阳能电池主体对长波长光的吸收能力，从而降低太阳能电池在该波长附近的太阳能电池量子效率。用稍微专业点的术语来说的话，综合器件的厚度和入射光子规范的数目来说，太阳能电池的量子效率可以被看作是太阳能电池对单一波长的光的吸收能力。 太阳能电池量子效率，有时也被叫做IPCE，也就是太阳能电池光电转换效率(Incident-Photon-to-electron Conversion Efficiency)。 太阳能电池（光伏材料）光谱响应测试、量子效率QE（Quantum Efficiency）测试、光电转换效率IPCE (Monochromatic Incident Photon-to-Electron Conversion Efficiency) 测试等。广义来说，就是测量光伏材料在不同波长光照条件下的光生电流、光导等。 测试原理 用强度可调的偏置光照射太阳能电池，模拟其不同的工作状态，同时测量太阳能电池在不同波长的单色光照射下产生的短路电流,从而得到太阳能电池的绝对光谱响应和量子效率。

太阳能电池转换效率

Research on New Technologies of Photoelectric Conversion Efficiency in Solar Cell Tianze LI, Chuan JIANG, Cuixia SHENG School of Electric and Electronic Engineering Shandong University of Technology Zibo 255049 ,China e-mail: ltzwang@https://www.wendangku.net/doc/b311093453.html, Hengwei LU,Luan HOU, Xia ZHANG School of Electric and Electronic Engineering Shandong University of Technology Zibo 255049 ,China e-mail: henrylu007@https://www.wendangku.net/doc/b311093453.html, Abstract—The characteristics of the solar energy and three conversion mode of solar energy including photovoltaic conversion, solar thermal conversion, and photochemical conversion are represented in this paper. On this basis,the materials used in solar cell, as well as the working principle of solar cells, the factors of low convert efficiency of solar cells and the two major bottlenecks encountered in the solar application are analyzed.The idea that spontaneous arrangement of compound organic molecules is achieved by changing the molecular arrangement structure of the organic thin-film solar is put forward. The new structure of liquid crystal layer come into being accordingly so that the electron donor and the receptor molecules of the mixture are separated, and the contacting area between them is enlarged. So the efficiency solar photovoltaic is improved. The research and development of this new technology can solve the technical problem of the low conversion efficiency of solar cell, and open up an effective way to improve the conversion efficiency of solar cells. At last,the prospect of solar photovoltaic technology, solar energy exploit technology and the development of industry is offered in the article. Keywords- photoelectric conversion efficiency; electron donor and recipient; photovoltaic generate power technology I.I NTRODUCTION Energy is the material basis of human society survival and development. In the past 200 years?the energy system based on coal, oil, natural gas and other fossil fuel has greatly promoted the development of human society. However, material life and spiritual life is increasing, the awareness of serious consequences brought from the large-scale use of fossil fuels is increasing at the same time: depletion of resources, deteriorating environment, in addition to all of the above, it induce political and economic disputes of a number of nations and regions, and even conflict and war. After in-depth reflection of the development process of the past, human advance seriously the future path of sustainable development. Today in the 21st century, there is no a problem as important as a sustainable energy supply, especially for the benefit of solar energy development and has been highly concerned by all mankind. Around the world are faced with limited fossil fuel resources and higher environmental challenges, it is particularly important to adhere to energy conservation, improve energy efficiency, optimize energy structure, rely on scientific and technological progress, development and utilization of new and renewable sources.After analyzing two bottleneck problems which affect the conversion efficiency of the solar cell, we put forward a new structure of molecular arrangement of the solar cell to improve the conversion efficiency of the solar cell. II.T HE F EATURES O F S OLAR A ND T HREE C ONVERSION M ODES A.The Features of Solar Solar resources are solar radiation energy on the entire surface of the earth. Solar energy has four features. Firstly, solar energy is sufficient. The gross of solar radiation energy on the surface of the earth is about 6h1017kWh every year. It can be used several billions of years, which is reproducible and cleanest. It isn’t monopolized by any groups or coutries. Secondly, the energy density of solar energy is low. People want to obtain higher energy density by condensers. Thirdly, because of climatic change, the solar energy is mutative. For example, cloudy day and rainy day, the solar energy is weak. People should consider energy storage or use auxiliary devices which provide conventional energy to use solar energy in a row. Forthly, because of the earth rotation, the earth revolution and the angle between the axis of rotation and the orbital plane, days and sensons must change on the earth, solar energy must change too. Fifthly, use of solar energy can make energy level appropriate allocation, so heat energy is made used of. When the sun light shines on the earth, part of the light is reflected or scattered, some light is absorbed, only about 70% of the light which are direct light and scattered light passes through the atmosphere to reach the surface of the earth. Part of the light on the surface of the earth is absorbed by the objects surface, another part is reflected into the atmosphere. Fig.1 shows the schematic diagram of the sun incident on the ground. Figure1. Schematic diagram of the sun incident on the ground 978-1-4244-7739-5/10/$26.00 ?2010 IEEE

柔性衬底微晶硅太阳电池量子效率的研究

第39卷第5期 人 工 晶 体 学 报 V o.l 39 N o .5 2010年10月 J OURNAL O F S YNTHET IC CRY STA LS O c tober ,2010 柔性衬底微晶硅太阳电池量子效率的研究 刘 成,周丽华,叶晓军,钱子勍,陈鸣波 (上海空间电源研究所,上海200233) 摘要:通过对微晶硅太阳电池量子效率的测量,结合微区拉曼光谱和电学特性测试,讨论了本征层的硅烷浓度和等离子体辉光功率对太阳电池量子效率的影响。发现本征层硅烷浓度增加时,电池的长波响应变差,材料结构由微晶相演变成非晶相;等离子体辉光功率的增加造成了电池短波响应的变化。同时发现测量微晶硅太阳电池时使用掩膜板所得短路电流密度与量子效率积分获得的短路电流密度相差不大。将优化后的沉积参数应用于不锈钢柔性衬底的非晶硅/微晶硅叠层太阳电池,获得了9.28%(AM 0,1353W /m 2)和11.26%(AM 1.5,1000W /m 2)的光电转换效率。关键词:太阳电池;量子效率;柔性衬底;微晶硅;非晶硅/微晶硅中图分类号:O484;TK 514 文献标识码:A 文章编号:1000 985X (2010)05 1161 05 Study on Quantu m Effici enci es ofM icrocrystalli ne Silicon Solar Cells on Flexi ble Substrates LI U Cheng,Z HOU L i hua,Y E X iao j u n,QI AN Z i qing,C HEN M i n g bo (Shanghai Institute of Space Po w er sou rces ,Shanghai200233,Ch i na) (R eceive d 22M arc h 2010,acce p t ed 21Jul y 2010) Abstract :W it h the m easure m ent o f quant u m efficienc ies ,Ra m an spectra and e lectrical characteristics ,the effects of silane concentrations and p las m a d i s charge po w ers on quantum efficiencies of m i c rocrysta lline silicon solar ce lls had been discussed .It is found that the long w avelength responses o f so l a r cells decrease w hen silane concentrations i n crease ,and the shortw aveleng t h responses o f solar cells changesw hen plas m a discharge powers i n crease .It is also found that the short circu it current density are al m ost the sa m e bet w een m easured by ill u m i n ated J V w ith m asks and by quant u m effic iency .W ith the opti m ized deposition para m eters ,a m or phous silicon /m icr ocrystalli n e silicon tande m so lar ce lls on sta i n less steel flex i b le substratesw ith conversi o n efficiency of 9.28%(AM 0,1353W /m 2 )and 11.26%(AM 1.5,1000W /m 2 )w ere obta i n ed . K ey w ords :so lar cells ;quantu m efficienc ies ;flex i b le substrates ;m icr ocr ystalli n e silicon ;a morphous silicon /m icrocr ystalli n e silicon 收稿日期:2010 03 22;修订日期:2010 07 21 基金项目:上海市博士后科研资助计划项目(08R21420200);上海市引进技术的吸收与创新计划项目(07X I 2 016) 作者简介:刘 成(1980 ),男,湖南省人,博士后。E m ai :l thomas .li u cheng @g m ai.l com 1 引 言 量子效率(Quantum efficiency ,简称QE)的定义为:当太阳光照射到太阳电池上,在内建电场作用下产生的光生载流子数目与入射的光子数的比值。它是一个小于1的无量纲的数。量子效率分为内量子效率和外量子

影响太阳能电池效率因素

影响太阳能电池效率因素 时间：2012-08-20 来源：作者： 摘要：提高太阳能电池的光电转换效率一直以来都是太阳能产业发展研究的重点，因而受到广泛的关注。本文主要从材料的微观结构入手，论述了材料的表面结构，内部杂质带量子阱结构，p-n结数目，界面，层错缺陷等因素对光生伏特效应的影响，从而为提高太阳能电池光电转换效率提供可行的理论依据。 关键词：太阳能电池异质结量子阱杂质带点缺陷掺杂 0 引言 随着世界经济快速发展，能源问题日益突出，太阳能作为一种优质的可再生清洁能源能在带来巨大经济效益的同时改善环境污染问题。太阳能电池具有安全，环保的优良特性，可应用于日常生活的各个领域，具有可观的发展前景。 太阳能电池利用光电转换技术将光能转变为电能，是获取太阳能的有效方式，Si作为目前太阳能电池主要材料其光吸收率很低，禁带宽度为 1.12ev,与最佳光伏响应禁带宽度1.5ev相差较大。因此，研究结构对光电转换效率的影响非常必要，为今后通过开发新材料新结构及对旧材料改性来提高光电转换效率奠定理论基础。 1 太阳能电池光电转换基本原理 固体样品的电子结构或其他性质存在某种不均匀性或异质性，当光照固体时出现外电压的光生伏特效应【1】。这种不均质固体想接触时，势垒区域产生光激发载流子，内建场将使异号的剩余载流子向相反方向运动，形成电子和空穴在不同区域积累，导致电子结构的突变，形成光电压。 2 影响光生伏特效应的因素 提高光电转换效率主要取决于开路电压，闭路电流和填充因子三个物理量。下面从以下几个影响因素论述其对这三个物理量的影响提高太阳能电池光电转换效率。 2.1梯度掺杂 对于均匀掺杂的p-n结太阳能电池，在p区与n区界面处通过扩散作用产生了自建电场，在厚度很小的耗尽层内，光照时，只在电场区域及附近的电子空穴对守电场力的驱使定向移动形成光电流。其他区域电子空穴对由于无电场力无法分离，激子复合率较大，重新辐射出光子，相当于降低了光子吸收率。 若在n区p区进行梯度掺杂，在同型区域内由于浓度差引起载流子的扩散形成自建电场。指数递增掺杂【2】，且远离耗尽层浓度高，n区

太阳能电池片转换效率

太阳能电池片转换效率 影响太阳能电池转换效率的因素很多，简单的归纳下吧： 1）太阳能光强。太阳能电池就是把太阳光转化为电的一种器件，在一般的情况下（注意条件），太阳能电池的效率随光强增加而增加的。再进一步说就是太阳能电池效率和安装地的综合气候条件有关系。2）电池的材料。不同的材料对光的吸收系数不同，禁带宽度也不同，量子效率自然也不同，电池效率自然也不同了。一般来说，单晶硅/多晶硅对光的系数系数远小于非晶硅的，所以非晶硅太 阳能电池厚度仅仅有单晶硅/多晶硅厚度的百分之一即可较好的吸收太阳光。另 外理论上讲GaAs太阳能电池的极限效率要大于其他太阳能电池的极限效率，因为GaAs太阳电池的禁带宽度在1.4ev，和地面太阳光光谱能量的最值最为接近。3）工艺水平。不同的工艺水平，电池的效率自然也不同，看看各个厂子就很明白了，为什么原材料几乎都一样，做出来的电池效率却差别很大，原因就在这。工艺水平自然和设备水平有着重要的关系，一般来说设备越是先进工艺就越优秀，电池效率就越高（工艺是设备的产物，没有设备工艺无法实现，都是空想）。典型的例子就是SiN:H减反膜以及倒金字塔结构，一块电池如果不采用这两种工艺，效率差别会很大（大概8%左右）。实际生产中典型的工艺有：尚德的“Pluto”，晶澳的“Maple”，英利的“熊猫”等等。 新能源是新经济，新经济前期的发展是指数性的爆发增长，这个行业的前景不错。但是中国人容易头脑发热，一窝蜂的上，现在有着说法“买个切片机就说自己是 某某光伏公司”，这样发展下去电池行业会重复中国彩电业，苦了自己，富了别人。电池这个产业现在火的有道理又没有道理，国企也进来掺和了，一锅粥就这乱炖起来，我相信未来几年行业就会大洗牌，谁是骡子谁是马自然一目了然。另外光伏行业的发展发向（近几年看）是垂直一体化，但是这个模式究竟能不能演义成经典，有待考察。上有硅料供应商纷纷进入中下游，电池制作商也纷纷进入上游硅料，现在就是这样一副景象，做电池的更关心怎么做硅料，做硅料的更关心怎么做电池，然而与电池最为核心的设备却无人问津，高校的研究者就是扯淡，国家大笔钱投入，都让他们换成了发票，但是不见设备出来，哎，乱哪！ 借用一句话总结“道路坎坷，前途光明”！ 电阻R=ρ*L/S （ρ为电阻率，S为截面积，L为样品长度），由于电阻率是金属的固有属性，它不随金属的横截面，长度的变化而变化，所以针对组件输出电性能，适当增加截面积，以降低组件内电阻，提高输出功率。涂锡铜带基材的截面积越大其电阻越小，组件的串联电阻也越小，提高涂锡铜带基材的截面积有两种，在相同材质下，一种是提高基材厚度，一种是提高基材宽度。但不管采取哪种情况，增加截面积势必会影响涂锡铜带的“柔软度”，也就会影响焊接的破损率。至于采用何种规格，还需要根据实际情况来做试验得出，目的是在保证焊接破

探究影响太阳能电池电压的因素

探究影響太陽能電池電壓的因素G608 摘要 本實驗製作出來的染料敏化太陽能電池，真的能發電。照度到4000Lux 的時候，太陽能電池的電壓最強；到達5000Lux的時候，電壓沒有增強，也沒有明顯的減弱，電壓幾乎一樣。沒有加染料的太陽能電池電壓很低，染料是甲基藍的電壓最高。甲基藍對水濃度為１：４０的染料敏化太陽能電池，所產生的電壓最高，濃度最高和最低的染料敏化太陽能電池，測出的電壓都不高。 壹、研究動機 我們日常生活最重要的能源就是電，無時無刻離不開電，電力讓我們生活舒適便利；然而，由於地球上的各項能源日益短缺，全球氣候變遷、空氣污染、地球暖化；因此，節能減碳與找尋乾淨能源，便成了大家最重要的課題。 能源分為好幾種，火力發電會造成空氣污染，核能發電可能會有輻射外露，太陽能是最無污染的能源、又可以使用最長久的能源，所以我打算從太陽能電池著手。 貳、研究目的 一、製作出染料敏化太陽能電池 二、用甲基藍當染料，不同照度對染料敏化太陽能電池產生之電壓之影響 三、用紅汞液當染料，不同照度對染料敏化太陽能電池產生之電壓之影響 四、不同顏色的染料對二氧化鈦敏化之影響 五、不同濃度的染料對太陽能電池產生電壓之影響 參、文獻探討 一、太陽能電池介紹 １.矽晶元太陽能電池 分為單晶矽及多晶矽，目前為研究成熟並商業量產，轉換效率達20％以上，唯因需要高度純化的矽半導體，故成本仍然很高。 ２.非晶矽太陽能電池 此類光電池是發展最完整的薄膜式太陽能電池，惟在光點使用後短時間內性能會大幅衰退，其光電轉換效率較低，商業模組僅４～８％。 ３.染料敏化太陽能電池 1991年瑞士科學家Ｍ.Graetzel發明「染料敏化太陽能電池」，以便

太阳能电池的的性能主要取决于它的光电转换效率和输出功率

太阳能电池板 太阳能电池的的性能主要取决于它的光电转换效率和输出功率. 1.效率越大,相同面积的太阳能电池板输出功率也就越大, 用高效率的太阳能电池板可以节省安装面积, 但是价格更贵. 2.太阳能电池的功率, 在太阳能电池板的背面标牌中, 有关于太阳能电池板的输出参数, 如VOC开路电压,ISC短路电流,VMP工作电压,IMP工作电流, 等. 但我们只需要用工作电压和工作电流就可以了, 这两个相乘就可以得这块太阳能电池板的输出功率. 太阳能电池板介绍：采用高质量单晶/多晶硅材料,经精密设备树脂封装生产出来的太阳能板,有良好的光电转换效果,外形美观,使用寿命长。 太阳能电池板的作用是将太阳的光能转化为电能后，输出直流电存入蓄电池中。太阳能电池板是太阳能发电系统中最重要的部件之一。 太阳能电池组件可组成各种大小不同的太阳能电池方阵，亦称太阳能电池阵列。太阳能电池板的功率输出能力与其面积大小密切相关，面积越大，在相 同光照条件下的输出功率也越大。 2.太阳能电池板的种类 (1)单晶硅太阳能电池 目前单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右，最高的达到24%，这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的，但制作成本很大，以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，因此其坚固耐用，使用寿命一般可达15年，最高可达25年。 (2)多晶硅太阳能电池 多晶硅太阳能电池的制作工艺与单晶硅太阳能电池差不多，但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少，其光电转换效率约12%左右(2004年7月1日日本夏普上市效率为14.8%的世界最高效率多晶硅太阳能电池)。从制作成本上来讲，比单晶硅太阳能电池要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。此外，多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。从性能价格比来讲，单晶硅太阳能电池还略好。 ：

光伏发电量计算及综合效率影响因素

光伏发电量计算及综合效率影响因素 Hessen was revised in January 2021

光伏发电量计算及综合效率影响因素 一、光伏电站理论发电量计算 1.太阳电池效率n的计算 在太阳电池受到光照时，输出电功率和入射光功率之比就称为太阳电池的效率，也称为光电转换效率。 厂巴一AX—〃仏匕 A几A几A几 其中，At为太阳电池总而积（包括栅线图形面积）。考虑到栅线并不产生光电，所以可以把At换成有效面积Aa （也称为活性面积），即扣除了栅线图形面积后的而积，同时计算得到的转换效率要高一些。Pin为单位而积的入射光功率。实际测量时是在标准条件下得到的：Pin取标准光强：AM 条件，即在25°C下，Pin 二1000W / nA 2.光伏系统综合效率（PR） n 总=HIX n 2X n 3 光伏阵列效率Hl：是光伏阵列在1000 W/m2太阳辐射强度下实际的直流输出功率与标称功率之比。光伏阵列在能量转换过程中的损失包括：灰尘/污渍，组件功率衰减，组件串联失配损失、温升损失、方阵相互遮挡损失、反射损失、光谱偏离损失、最大功率点跟踪精度及直流线路损失等，目前取效率86%计算。 逆变器转换效率112:是逆变器输岀的交流电功率与直流输入功率之比，取逆变器效率97%计算。 交流并网效率A3:是从逆变器输出，至交流配电柜，再至用户配电室变压器10 KV高压端，主要是升压变压器和交流线缆损失，按96%计算。

3. 理论发电量计算

太阳电池的名牌功率是在标准测试条件下测得的，也就是说在入射功率为 1000W/m:的光照条件下，lOOOWp太阳电池1小时才能发一度电。而实际上，同一天不同的时间光照条件不同，因此不能用系统的容量乘以日照时间来预测发电量。计算日发电量时，近似计算： 理论日发电量二系统峰值功率(kw) x等效日照小时数(h) x系统效率 等效峰值日照小时数h/d二(日太阳辐照量m7d) /lkW/m: (H照时数：辐射强度^120W/m2的时间长度) 二、影响发电量的因素 的发电量由三个因素决定：装机容量、峰值小时数、系统效率。当电站的 地点和规模确定以后，前两个因素基木己经定了，要想提高发电量，只能提高 此图：来源于王斯成老师的ppi 灿观

太阳能电池的量子效率、转换效率

太阳能电池的量子效率是指太阳能电池的电荷载流子数目与照射在太阳能电池表面一定能量的光子数目的比率。因此，太阳能电池的量子效率与太阳能电池对照射在太阳能电池表面的各个波长的光的响应有关。太阳能电池的量子效率与光的波长或者能量有关。如果对于一定的波长，太阳能电池完全吸收了所有的光子，并且我们搜集到由此产生的少数载流子（例如，电子在P型材料上），那么太阳能电池在此波长的量子效率为1。对于能量低于能带隙的光子，太阳能电池的量子效率为0。理想中的太阳能电池的量子效率是一个正方形，也就是说，对于测试的各个波长的太阳能电池量子效率是一个常数。但是，绝大多数太阳能电池的量子效率会由于再结合效应而降低，这里的电荷载流子不能流到外部电路中。影响吸收能力的同样的太阳能电池结构，也会影响太阳能电池的量子效率。比如，太阳能电池前表面的变化会影响表面附近产生的载流子。并且，由于短波长的光是在非常接近太阳能电池表面的地方被吸收的，在前表面的相当多的再结合将会影响太阳能电池在该波长附近的太阳能电池量子效率。类似的，长波长的光是被太阳能电池的主体吸收的，并且低扩散深度会影响太阳能电池主体对长波长光的吸收能力，从而降低太阳能电池在该波长附近的太阳能电池量子效率。用稍微专业点的术语来说的话，综合器件的厚度和入射光子规范的数目来说，太阳能电池的量子效率可以被看作是太阳能电池对单一波长的光的吸收能力。 太阳能电池量子效率，有时也被叫做IPCE，也就是太阳能电池光电转换效率(Incident-Photon-to-electron Conversion Efficiency)。

通常被提到的两种太阳能电池量子效率： ，太阳能电池的电荷载流子数目与外部入射到太阳能电池表面的一定能量的光子数目之比。内量子效率(Internal Quantum Efficiency, IQE)，太阳能电池的电荷载流子数目与外部入射到太阳能电池表面的没有被太阳能电池反射回去的，没有透射过太阳能电池的（被吸收的），一定能量的光子数目之比。 内量子效率通常大于外量子效率。内量子效率低则表明太阳能电池的活性层对光子的利用率低。外量子效率低也表明太阳能电池的活性层对光子的利用率低，但也可能表明光的反射、透射比较多。 为了测试太阳能电池内量子效率，首先得测试太阳能电池的外量子效率，然后测试太阳能电池的透射和反射，并且综合这些测试数据，来得出内量子效率。 能量转化效率 太阳能电池的能量转化效率(η, "eta")，就是当太阳能电池外接电路时转化的（将吸收的光转化为电能）与收集的功率百分比。在标准测试环境下(STC)，太阳能电池能量转化效率是通过用太阳能电池的最大功率(Pm)，除以入射光的辅照度(E, in W/m²单位时间内投射到单位面积上的辐射能量。)和太阳能电池表面面积(Ac in m²)。 Η=Pm/(E*Ac) 标准测试环境是指环境温度为25°C，辅照度为1000 W/m²，加滤光片AM1.5的光谱。这些符合在天气晴朗，纬度为41.81°的地平线

太阳能电池基本参数的影响因素分析.(优选)

太阳能电池基本参数的影响因素分析 1.短路电流Isc 2.开路电压Voc 3.最大工作电压Vm 4.最大工作电流Im 5.填充系数FF 6.转换效率η 7.串联电阻Rs 8.并联电阻Rsh 第一、一个理想的光伏电池，因串联的Rs 很小、并联电阻的Rsh 很大，所以进行理想电路计算时，他们都可忽略不计。所以负载电流满足式(1)， I = I L -I D =I L -Is[exp(qV/kT)-1] （1）短路电流Isc=I L I L ——光生电流；I D ——暗电流； I S —— 反响饱和电流； Rs ——串联电阻;Rsh ——并联电阻 所以根据上式，就会得到右图。 R L L S I kT V ln(1)q I I -= +(1)L oc S I kT V In q I =+

第二、但在实际过程中，就要将串联电阻和并联电阻考虑进去，Isc 的方程如下： 当负载被短路时，V=0，并且此时流经二极管的暗电流I D 非常小，可以忽略，上式可变为： 第三、由此可知，短路电流总小于光生电流I L 且Isc 的大小也与Rs 和Rsh 有关。 1.短路电流Isc 当V=0时，Isc=I L 。I L 为光生电流，正比于光伏电池的面积和入射光的辐照度。1cm2光伏电池的I L 值均为16~30mA 。环境温度的升高，I L 值也会略有上升，一般来讲温度每升高1℃，I L 值上升78μA 2.开路电压Voc 开路时，当I=0时，V oc=kT/qln(I L /I S +1) 太阳能电池的光伏电压与入射光辐照度的对数成正比，与环境温度成反比，与电池面积的大小无关。温度每上升1 ℃，UOC 值约下降2~3mV 。该值一般用高内阻的直流毫伏计测量。 同时也与暗电流有关。而对太阳能电池而言，暗电流不仅仅包括反向饱和电流，还包括薄层漏电流和体漏电流。（由于杂质或缺陷引起的载流子的复合而产生的微小电流） 漏电流：太阳能电池片可以分3层，即薄层（即N 区），耗尽层（即PN 结），体区（即P 区），对电池片而言，始终是有一些有害的杂质和缺陷的，有些是材料本身就有的，也有的是工艺中形成的，这些有害的杂质和缺陷可以起到复合中心的作用，可以虏获空穴和电子，使它们复合，复合的过程始终伴随着载流子的定向移动，必然会有微小的电流产生，这些电流对测试所得的暗电流的值是有贡献的，由薄层贡献的部分称之为薄层漏电流，由体区贡献的部分称之为体漏电流。 3.填充系数FF FF 是一个重要参数，反映太阳能电池的质量。太阳电池的串联电阻越小，并联电阻越大，填充系数越大。反映到太阳电池的电流-电压特性曲线上是曲线接近正方形，此时太阳电池可以实现很高的转换效率 ()sh 1S q V IR S kT SC L D P L S V IR I I I I I I e R +??+=--=--- ????[] 1/S L SC L SC SC S sh sh R I I I I I R R R =-?=+m m oc sc V I FF V I = m I m m sc oc in in in P V FFI V P P P η===

太阳能电池(光电材料)IPCEQE量子效率光谱响应测试系统

太阳能电池（光电材料）IPCE/QE/量子效率/光谱响应测试系统 太阳能电池测试行业长期的经验，使得我公司太阳能电池（光电材料）IPCE/QE/量子效率/光谱响应测试系统始终处于行业领先位置。符合IEC, JIS, ASTM标准规定，我公司太阳能电池（光电材料）IPCE/QE/量子效率/光谱响应测试系统具有很高的稳定性和重复性。 作为光伏器件厂商和科研工作者，为了获得高效的产品，就需要一套高性能太阳能电池（光电材料）IPCE/QE/量子效率/光谱响应测试系统来帮助完成产品改进。我公司太阳能电池（光电材料）IPCE/QE/量子效率/光谱响应测试系统可以出色的完成测试太阳能电池（光电材料）的IPCE/QE/量子效率/光谱响应，进而帮助厂商和科研工作者分析改进太阳能电池加工制造材料和工艺等。 目前，石油、天然气等不可再生能源价格的居高不下，使得人类对太阳能电池（光电材料）的研究开发进入了一个新的阶段，国内很多实验室和科研院校也都加紧了对太阳能电池材料（光电材料）的研究和开发。 太阳能电池（光电材料）IPCE/QE/量子效率/光谱响应测试作为太阳能电池（光电材料）研究开发的一个环节，至关重要，需要专业的测试系统来完成。针对当前人们对太阳能电池材料（光电材料）的研究和开发，以及太阳能电池（光电材料）研究人员搭建太阳能电池（光电材料）IPCE/QE/量子效率/光谱响应测试系统的耗时耗力，我公司特推出太阳能电池（光电材料）IPCE/QE/量子效率/光谱响应测试系统，并已在很多太阳能电池材料（光电材料）研究、测试实验室广泛使用。 一、我公司太阳能电池（光电材料）IPCE/QE/量子效率/光谱响应测试系统的优势： 1. 技术服务全面 我公司始终把客户需求摆在首要位置，针对客户特殊需求量身定做，为客户提供全套解决方案，终身提供技术服务，为客户节省了搭建太阳能电池（光电材料）IPCE/QE/量子效率/光谱响应测试系统所消耗的时间和人力物力，同时也得到了客户的一致好评。 2. 针对性强 凭借雄厚的光电技术知识和行业经验，针对不同类型的太阳能电池（光电材料）以及客户对测试系统的不同需求，我公司对太阳能电池（光电材料）IPCE/QE/量子效率/光谱响应测试系统也做出了相应的调整，以达到较好的测试效果。目前，针对硅太阳能电池、染料敏化太阳能电池、多元化合物为材料的太阳能电池、功能高分子材料制备的大阳