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柔性太�(yáng)能電�
閱讀�13635�(shí)間:2011-03-10 15:37:57

  柔性太�(yáng)�電池,是世界太陽(yáng)能產(chǎn)�(yè)的新興技�(shù),屬于薄�太陽(yáng)能電�的一�,性能�(wěn)定、技�(shù)先�(jìn)、成本低、用途廣??梢�?yīng)� 于太�(yáng)能背包、太�(yáng)能敞��太陽(yáng)能手電筒、太�(yáng)能汽�、太�(yáng)能帆船甚至太�(yáng)能飛�(jī)上�

原理

  在金屬表面照射紫外光,可以發(fā)生光電效�(yīng)。如�(ài)因斯坦解釋的那樣,由于入射光的光子能量大于電子的束縛能,所以產(chǎn)生自由電�。太�(yáng)能電池的功能是把太陽(yáng)光轉(zhuǎn)換為電壓和電流,是一種光電轉(zhuǎn)�。光伏效�(yīng)比光電效�(yīng)的效率高得多。因?yàn)樵诎l(fā)生光伏效�(yīng)的太�(yáng)能電池中�2 種極性相反的半導(dǎo)體組成了p-n �(jié)(p-n Junction�,形成內(nèi)建電�(chǎng),驅(qū)�(dòng)電子�(jìn)入電路,在電路中形成電壓和電��

柔性太陽(yáng)能電池原理

�(jié)�(gòu)和分�

  P-n �(jié)由兩種極性相反的半導(dǎo)體組成。n 型半�(dǎo)�,是摻P 的Si 晶體,易于給出電�,是施主(donor)材�。p 型半�(dǎo)體,是摻B 的Si 晶體,易于獲得電�,是受主(acceptor)材�。它們獨(dú)立存在時(shí),都是電中性的。當(dāng)兩種半導(dǎo)體連接在一起,電子從n 型半�(dǎo)體擴(kuò)散到p 型半�(dǎo)�.在p型半�(dǎo)體靠近邊界附�,形成負(fù)電荷區(qū),在n 型半�(dǎo)體靠近邊界附近,形成正電荷區(qū)。出�(xiàn)從n 型半�(dǎo)體指向p 型半�(dǎo)體的�(nèi)建電�(chǎng)。擴(kuò)散(diffuse)到p 型半�(dǎo)體的部分電子,又在內(nèi)建電�(chǎng)作用下漂移(drift)到n 型半�(dǎo)�,最終p-n �(jié)中電子的�(kuò)散和漂移�(dá)到熱平衡�

柔性太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)

  �(dāng)太陽(yáng)光照射到P-n �(jié),如果光子能量hv 超過(guò)帶隙的能量閾�,電子吸收hv,�(jìn)入導(dǎo)�,一�(gè)�(jià)帶電子�(jìn)入導(dǎo)�,在�(jià)帶中就留下一�(gè)空穴� hole),形成電子-空穴�(duì)。P-n �(jié)中電子的�(kuò)散,形成了內(nèi)建電�(chǎng)。所�,不管光生電子在n 型半�(dǎo)體中生成,還是在p 型半�(dǎo)體中生成,都�(huì)沿著�(nèi)建場(chǎng)方向�(jìn)入n 型半�(dǎo)�。這樣,光伏效�(yīng)形成的光生電�(chǎng)減弱了內(nèi)建電�(chǎng),光生電�(chǎng)和內(nèi)建電�(chǎng)�(dá)到平衡后形成�(wěn)定的光生電流。被激�(fā)的電子通過(guò)和n 型半�(dǎo)體鏈接的�(fù)電極�(jìn)入電路,在電路中的負(fù)載重做功�,回到和p 型半�(dǎo)體鏈接的正電極,電子和價(jià)帶中的空穴復(fù)�,完成了整�(gè)光伏效應(yīng)的過(guò)��

  柔性太�(yáng)能電池一般有如下幾種:無(wú)�(jī)柔性太�(yáng)能電池、有�(jī)柔性太�(yáng)能電�、染料敏化柔性太�(yáng)能電�。而無(wú)�(jī)柔性太�(yáng)能電池又包括非晶硅柔性太�(yáng)能電池和銅銦鎵硒柔性太�(yáng)能電池�

歷史和前�

  2002 年美�(guó)加利福尼亞大�(xué)的科�(xué)家借助于納米技�(shù)和聚合物研制出一種柔性太�(yáng)能電�。整�(gè)電池就像一塊三明治,兩�(cè)的電極之間夾著幾百納米厚� 有機(jī)薄膜,最�(guān)鍵的是其中的硒化鎘納米棒,這種納米棒受到特定波�(zhǎng)的光照射之后就能�(chǎn)生電子空穴對(duì),從而產(chǎn)生了電勢(shì)�。這種電池能把 1.9%的太�(yáng)能轉(zhuǎn) 化成電能�

  日本夏普公司 2004 年開(kāi)�(fā)出一種薄如紙張的太陽(yáng)能電池。這種新型太陽(yáng)� 電池像兩張名片一樣大,厚 200 微米,重� 1 �,發(fā)電能力為 2.6 �。它的另一 �(yōu)�(diǎn)是光電轉(zhuǎn)換效率很�,達(dá)到了 28.5%� 日本東京佳能公司的科研人員去年發(fā)明了一種由新材料制成的柔性太�(yáng)� 電池�。其特點(diǎn)是:由樹(shù)脂包封的非晶硅作為主要光電轉(zhuǎn)換層平鋪在柔性材料制 成的底板上� 2005 � 7 �,韓�(guó)電子和電信研究所太陽(yáng)能電池研究小組開(kāi)�(fā)出了全球� 率的柔性太�(yáng)能電池的原型�(chǎn)�。這種柔性太�(yáng)能電池的造價(jià)相當(dāng)?shù)?,�?太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能的性能是目前傳�(tǒng)的基于硅的太�(yáng)能電池的兩�。據(jù)介紹,� 種太�(yáng)能電池的厚度只有 0.4 毫米� 美國(guó) Iowa Thin Film 公司利用柔性太�(yáng)能電池制造技�(shù)生產(chǎn) PowerFilm 光伏 系列�(chǎn)�,這種技�(shù)允許半導(dǎo)體層(非晶硅)沉積在一種如紙張一樣薄的耐用� 性聚合物襯底�,從而實(shí)�(xiàn)卷曲制造工�。Iowa Thin Film 宣稱他們的�(chǎn)品具� 高度集成、輕量化和低成本的優(yōu)�(shì),并且相信他們的技�(shù)是“變革性的”�

  �(jù) Solarbuzz 公司�(tǒng)�(jì)�2004 年世界范圍太�(yáng)能設(shè)備市�(chǎng)�(dá)� 927 兆瓦,比 2003 年增加了 62%。全球太�(yáng)能電池生�(chǎn)量達(dá)� 1146 兆瓦,其中日本占 48%� 美國(guó)� 11%。他們還�(yù)�(cè) 2010 �,全球太�(yáng)能電池的生產(chǎn)量將�(dá)� 32 億瓦。柔性太�(yáng)能電池只要光電轉(zhuǎn)換率�(dá)到應(yīng)用水平,市場(chǎng)前景非常廣闊�

柔性太�(yáng)能電池相�(guān)資訊 更多>>

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