光电池的主要材料是什么?
制作太阳能电池主要是以半导体材料为基础,其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生光电于转换反应,根据所用材料的不同,太阳能电池可分为:
1、硅太阳能电池;
2、以无机盐如砷化镓III-V化合物、硫化镉、铜铟硒等多元化合物为材料的电池;
3、功能高分子材料制备的大阳能电池;
4、纳米晶太阳能电池等。
不论以何种材料来制作电池,对太阳能电池材料一般的要求有:
1、半导体材料的禁带不能太宽;
2、要有较高的光电转换效率:
3、材料本身对环境不造成污染;
4、材料便于工业化生产且材料性能稳定。
基于以上几个方面考虑,硅是最理想的太阳能电池材料,这也...全部
制作太阳能电池主要是以半导体材料为基础,其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生光电于转换反应,根据所用材料的不同,太阳能电池可分为:
1、硅太阳能电池;
2、以无机盐如砷化镓III-V化合物、硫化镉、铜铟硒等多元化合物为材料的电池;
3、功能高分子材料制备的大阳能电池;
4、纳米晶太阳能电池等。
不论以何种材料来制作电池,对太阳能电池材料一般的要求有:
1、半导体材料的禁带不能太宽;
2、要有较高的光电转换效率:
3、材料本身对环境不造成污染;
4、材料便于工业化生产且材料性能稳定。
基于以上几个方面考虑,硅是最理想的太阳能电池材料,这也是太阳能电池以硅材料为主的主要原因。但随着新材料的不断开发和相关技术的发展,以其它村料为基础的太阳能电池也愈来愈显示出诱人的前景。
(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,最高的近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
多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多,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。
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,这种硅片从提拉或浇铸的硅锭上锯割而成。因此实际消耗的硅材料更多。
为了节省材料,人们从70年代中期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大小,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,人们一直没有停止过研究,并提出了很多方法。目前制备多晶硅薄膜电池多采用化学气相沉积法,包括低压化学气相沉积(LPCVD)和等离子增强化学气相沉积(PECVD)工艺。
此外,液相外延法(LPPE)和溅射沉积法也可用来制备多晶硅薄膜电池。
多晶硅薄膜电池由于所使用的硅远较单晶硅少,又无效率衰退问题,并且有可能在廉价衬底材料上制备,其成本远低于单晶硅电池,而效率高于非晶硅薄膜电池,因此,多晶硅薄膜电池不久将会在太阳能电地市场上占据主导地位。收起