為增進大家對太陽能電池的了解,本文將介紹三種太陽能電池:1. 多元化合物薄膜太陽能電池,2. 聚合物多層修飾電極型太陽能電池,3. 納米晶化學太陽能電池。
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一、多元化合物薄膜太陽能電池
為了尋找單晶硅電池的替代品,人們除開發了多晶硅、非晶硅薄膜太陽能電池外,又不斷研制其它材料的太陽能電池。其中主要包括砷化鎵 III-V 族化合物、硫化鎘、硫化鎘及銅錮硒薄膜電池等。上述電池中,盡管硫化鎘、碲化鎘多晶薄膜電池的效率較非晶硅薄膜太陽能電池效率高,成本較單晶硅電池低,并且也易于大規模生產,但由于鎘有劇毒,會對環境造成嚴重的污染,因此,并不是晶體硅太陽能電池最理想的替代 砷化鎵 III-V 化合物及銅銦硒薄膜電池由于具有較高的轉換效率受到人們的普遍重視。GaAs 屬于 III-V 族化合物半導體材料,其能隙為 1.4eV,正好為高吸收率太陽光的值,因此,是很理想的電池材料。GaAs 等 III-V 化合物薄膜電池的制備主要采用 MOVPE 和 LPE 技術,其中 MOVPE 方法制備 GaAs 薄膜電池受襯底位錯、反應壓力、III-V 比率、總流量等諸多參數的影響。 除 GaAs 外,其它 III-V 化合物如 Gasb、GaInP 等電池材料也得到了開發。1998 年德國費萊堡太陽能系統研究所制得的 GaAs 太陽能電池轉換效率為 24.2%,為歐洲記錄。首次制備的 GaInP 電池轉換效率為 14.7%. 見表 2。另外,該研究所還采用堆疊結構制備 GaAs,Gasb 電池,該電池是將兩個獨立的電池堆疊在一起,GaAs 作為上電池,下電池用的是 Gasb,所得到的電池效率達到 31.1%。
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銅銦硒 CuInSe2 簡稱 CIC。CIS 材料的能降為 1.leV,適于太陽光的光電轉換,另外,CIS 薄膜太陽電池不存在光致衰退問題。因此,CIS 用作高轉換效率薄膜太陽能電池材料也引起了人們的注目。
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CIS 電池薄膜的制備主要有真空蒸鍍法和硒化法。真空蒸鍍法是采用各自的蒸發源蒸鍍銅、銦和硒,硒化法是使用 H2Se 疊層膜硒化,但該法難以得到組成均勻的 CIS。CIS 薄膜電池從 80 年代最初 8%的轉換效率發展到目前的 15%左右。日本松下電氣工業公司開發的摻鎵的 CIS 電池,其光電轉換效率為 15.3%(面積 1cm2)。1995 年美國可再生能源研究室研制出轉換效率為 17.l%的 CIS 太陽能電池,這是迄今為止世界上該電池的最高轉換效率。預計到 2000 年 CIS 電池的轉換效率將達到 20%,相當于多晶硅太陽能電池
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