理论教育 太阳电池器件特性及要求分析

太阳电池器件特性及要求分析

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:表5.2给出了太瓦级太阳电池技术所需要的和理想的器件特性。表5.1所示的对材料方面的要求主要着重于电池技术的规模和成本两方面,而表5.2则着重于电池技术的效率。其中有些要求已经在第3章中有所讨论。对于单结太阳电池,合适的可以最大限度地利用太阳光谱的带隙为1.1~1.5eV。其他表5.2中的要求如第3章所述。如果太瓦级太阳电池采用当今产业化电池技术,即采用p-n结对载流子进行分离,那么我们就需要选择n型和p型的半导体材料。

太阳电池器件特性及要求分析

表5.2给出了太瓦级太阳电池技术所需要的和理想的器件特性。表5.1所示的对材料方面的要求主要着重于电池技术的规模和成本两方面,而表5.2则着重于电池技术的效率。其中有些要求已经在第3章中有所讨论。高吸收系数需要具有直接带隙以制备成薄膜电池的半导体材料。对于单结太阳电池,合适的可以最大限度地利用太阳光谱的带隙为1.1~1.5eV。高载流子寿命这一指标能为光生载流子提供足够的时间以到达电极。宽光谱吸收这一指标则针对有机半导体的选择性吸收(见图3.4b),而无机半导体则通常显示出吸收边且能吸收几乎所有能量高于吸收边的光子。

其他表5.2中的要求如第3章所述。如果太瓦级太阳电池采用当今产业化电池技术,即采用p-n结对载流子进行分离,那么我们就需要选择n型和p型的半导体材料。这两种不同掺杂类型的半导体材料需要很好的晶格匹配以减少界面的复合损失。此外,为了电池效率的最大化,半导体材料的电阻率也需要进行优化。在半导体产业中,材料的导电类型和电阻率可以通过掺杂进行控制,掺杂即在材料中引入一定量的不同元素。对于硅而言,n型掺杂通常采用磷(phosphor-us,P)或砷(arsenic,As)做掺杂剂,p型掺杂则通常采用硼(boron,B)做掺杂剂。对于硫族半导体而言,本征点缺陷如空位和自间隙原子扮演了重要角色,而掺杂对于导电类型和电阻率的影响变小。(www.daowen.com)

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