太阳能电池

大多数的太阳能电池使用单晶硅

典型的太阳能电池的转换效率与所用硅晶体类型有关,多晶体硅约为 18%,单晶期间能达到 22-24%。

太阳能电池由同质结半导体构成

工作原理

太阳能电池发电的原理是光生伏打效应,当太阳光照射在太阳能电池上时,电池吸收光能,产生光生电子-空穴对。在电池内建电场作用下,光生电子和空穴被分离,电池两端出现异号电荷的积累,即产生“光生电压”,这就是“光生伏打效应” 。若在内建电场的两侧引出电极并接上负载,则负载就有“光生电流”流过,从而获得功率输出。这样,太阳的光能就直接变成了可以使用的电能。

典型太阳能电池参数

  • 基板材料
    • 大块晶体硅在目前的光伏市场中占主导地位。与晶体管的情况一样,硅并没有最佳的材料参数。特别是,硅的带隙对于一个最佳的太阳能电池来说略微太低,而且由于硅是一种间接材料,它的吸收系数很低。虽然低吸收系数可以通过光捕获来克服,但硅也很难生长成薄片。然而,硅的丰富性以及它在半导体制造业中的主导地位使得其他材料难以与之竞争。

电池厚度

一个具有光捕获功能的最佳硅太阳能电池的厚度约为 100μm。然而,由于实际问题,如制作和处理薄片,通常使用 200 至 500μm 的厚度。

碱的掺杂 较高的基极掺杂会导致较高的 Voc 和较低的电阻。但更高水平的掺杂会导致对晶体的损害。

反射控制 (前表面通常有纹理)前面的表面是有纹理的,以增加耦合到电池的光量。

太阳能电池的分类