太陽(yáng)能電池原理

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1、1. 按 照 基 體 材 料 分 類 ： 晶 硅 太 陽(yáng) 電 池 ， 包 括 ： 單 晶 硅 和 多 晶 硅 太 陽(yáng) 電 池 非 晶 硅 太 陽(yáng) 電 池 薄 膜 太 陽(yáng) 電 池 化 合 物 太 陽(yáng) 電 池 ， 包 括 ： 砷 化 鎵 電 池 ； 硫化 鎘 電 池 ； 碲 化 鎘 電 池 ； 硒 銦 銅 電 池 等 有 機(jī) 半 導(dǎo) 體 太 陽(yáng) 電 池 等 2. 按 照 結(jié) 構(gòu) 分 類 ： 同 質(zhì) 結(jié) 太 陽(yáng) 電 池 異 質(zhì) 結(jié) 太 陽(yáng) 電 池 肖 特 基 結(jié) 太 陽(yáng) 電 池 復(fù) 合 結(jié) 太 陽(yáng) 電 池 液 結(jié) 太 陽(yáng) 電 池 等 3. 按 照 用 途 分 類 ： 空 間 太 陽(yáng) 電 池 :在 人

2、 造 衛(wèi) 星 、 宇 宙 飛 船 等航 天 器 上 應(yīng) 用 的 太 陽(yáng) 電 池 。 由 于 使 用 環(huán) 境特 殊 ， 要 求 太 陽(yáng) 電 池 具 有 效 率 高 、 重 量 輕 、耐 輻 照 等 性 能 。 地 面 太 陽(yáng) 電 池 :在 地 面 上 應(yīng) 用 的 太 陽(yáng) 電 池 。 光 敏 傳 感 器 :光 照 射 時(shí) ， 太 陽(yáng) 電 池 兩 極 之間 就 能 產(chǎn) 生 電 壓 。 連 成 回 路 ， 就 有 電 流 流過 ， 光 照 強(qiáng) 度 不 同 ， 電 流 的 大 小 也 不 一 樣 ，因 此 可 以 作 為 傳 感 器 使 用 。 航天器上的光伏系統(tǒng) 4. 按 照 工 作 方 式 分 類

3、： 平 板 太 陽(yáng) 電 池 聚 光 太 陽(yáng) 電 池 硅 原 子 的 外 層 電 子 殼 層 中 有 4個(gè) 電子 。 受 到 原 子 核 的 束 縛 比 較 小 ， 如果 得 到 足 夠 的 能 量 ， 會(huì) 擺 脫 原 子 核的 束 縛 而 成 為 自 由 電 子 ， 并 同 時(shí) 在原 來 位 置 留 出 一 個(gè) 空 穴 。 電 子 帶 負(fù)電 ； 空 穴 帶 正 電 。 在 純 凈 的 硅 晶 體 中 ， 自 由 電 子 和 空穴 的 數(shù) 目 是 相 等 的 。 在 硅 晶 體 中 每 個(gè) 原 子 有 4個(gè) 相 鄰 原子 ， 并 和 每 一 個(gè) 相 鄰 原 子 共 有 2個(gè)價(jià) 電 子 ， 形 成

4、 穩(wěn) 定 的 8原 子 殼 層 。 從 硅 的 原 子 中 分 離 出 一 個(gè) 電 子 需要 1.12eV的 能 量 ， 該 能 量 稱 為 硅 的禁 帶 寬 度 。 被 分 離 出 來 的 電 子 是 自由 的 傳 導(dǎo) 電 子 ， 它 能 自 由 移 動(dòng) 并 傳送 電 流 。 如 果 在 純 凈 的 硅 晶 體 中 摻 入 少 量的 5價(jià) 雜 質(zhì) 磷 （ 或 砷 ， 銻 等 ） ， 由于 磷 原 子 具 有 5個(gè) 價(jià) 電 子 ， 所 以 1個(gè)磷 原 子 同 相 鄰 的 4個(gè) 硅 原 子 結(jié) 成 共價(jià) 鍵 時(shí) ， 還 多 余 1個(gè) 價(jià) 電 子 ， 這 個(gè)價(jià) 電 子 很 容 易 掙 脫 磷 原

5、子 核 的 吸 引而 變 成 自 由 電 子 。 所 以 一 個(gè) 摻 入 5價(jià) 雜 質(zhì) 的 4價(jià) 半 導(dǎo)體 ， 就 成 了 電 子 導(dǎo) 電 類 型 的 半 導(dǎo) 體 ，也 稱 為 n型 半 導(dǎo) 體 。 在 n型 半 導(dǎo) 體 中 ， 除 了 由 于 摻入 雜 質(zhì) 而 產(chǎn) 生 大 量 的 自 由 電 子 以 外 ，還 有 由 于 熱 激 發(fā) 而 產(chǎn) 生 少 量 的 電 子-空 穴 對(duì) 。 然 而 空 穴 的 數(shù) 目 相 對(duì) 于電 子 的 數(shù) 目 是 極 少 的 ， 所 以 在 n型 半 導(dǎo) 體 材 料 中 ， 空 穴數(shù) 目 很 少 ,稱 為 少 數(shù) 載 流 子 ;而 電 子數(shù) 目 很 多 ,稱 為

6、多 數(shù) 載 流 子 。 同 樣 如 果 在 純 凈 的 硅 晶 體 中 摻 入 3價(jià)雜 質(zhì) ， 如 硼 （ 或 鋁 、 鎵 或 銦 等 ） ， 這些 3價(jià) 雜 質(zhì) 原 子 的 最 外 層 只 有 3個(gè) 價(jià) 電子 ， 當(dāng) 它 與 相 鄰 的 硅 原 子 形 成 共 價(jià) 鍵時(shí) ， 還 缺 少 1個(gè) 價(jià) 電 子 ， 因 而 在 一 個(gè)共 價(jià) 鍵 上 要 出 現(xiàn) 一 個(gè) 空 穴 ， 因 此 摻 入3價(jià) 雜 質(zhì) 的 4價(jià) 半 導(dǎo) 體 ， 也 稱 為 p型 半導(dǎo) 體 。 對(duì) 于 p型 半 導(dǎo) 體 ， 空 穴 是 多 數(shù) 載 流子 ， 而 電 子 為 少 數(shù) 載 流 子 。 若 將 p型 半 導(dǎo) 體 和 n

7、型 半 導(dǎo) 體 兩 者緊 密 結(jié) 合 ， 聯(lián) 成 一 體 時(shí) ， 由 導(dǎo) 電 類型 相 反 的 兩 塊 半 導(dǎo) 體 之 間 的 過 渡 區(qū)域 ， 稱 為 p-n 結(jié) 。 在 p-n 結(jié) 兩 邊 ，由 于 在 p型 區(qū) 內(nèi) ， 空 穴 很 多 ， 電 子很 少 ； 而 在 n型 區(qū) 內(nèi) ， 則 電 子 很 多 ，空 穴 很 少 。 由 于 交 界 面 兩 邊 ， 電 子和 空 穴 的 濃 度 不 相 等 ， 因 此 會(huì) 產(chǎn) 生多 數(shù) 載 流 子 的 擴(kuò) 散 運(yùn) 動(dòng) 。 在 靠 近 交 界 面 附 近 的 p區(qū) 中 ， 空 穴要 由 濃 度 大 的 p區(qū) 向 濃 度 小 的 n區(qū) 擴(kuò)散 ， 并 與

8、 那 里 的 電 子 復(fù) 合 ， 從 而 使那 里 出 現(xiàn) 一 批 帶 正 電 荷 的 攙 入 雜 質(zhì)的 離 子 。 同 時(shí) 在 p型 區(qū) 內(nèi) ， 由 于 跑 掉 了 一 批空 穴 而 呈 現(xiàn) 帶 負(fù) 電 荷 的 攙 入 雜 質(zhì) 的離 子 。 同 樣 在 靠 近 交 界 面 附 近 的 n區(qū) 中 ，電 子 要 由 濃 度 大 的 n區(qū) 向 濃 度 小 的 p區(qū) 擴(kuò) 散 ， 而 電 子 則 由 濃 度 大 的 n區(qū)要 向 濃 度 小 的 p區(qū) 擴(kuò) 散 ， 并 與 那 里的 空 穴 復(fù) 合 ， 從 而 使 那 里 出 現(xiàn) 一 批帶 負(fù) 電 荷 的 攙 入 雜 質(zhì) 的 離 子 。 同 時(shí) 在 n型

9、區(qū) 內(nèi) ， 由 于 跑 掉 了 一 批電 子 而 呈 現(xiàn) 帶 正 電 荷 的 攙 入 雜 質(zhì) 的離 子 。 于 是 ， 擴(kuò) 散 的 結(jié) 果 是 在 交 界 面 的兩 邊 形 成 一 邊 帶 正 電 荷 而 另 一 邊 帶負(fù) 電 荷 的 一 層 很 薄 的 區(qū) 域 ， 稱 為 空間 電 荷 區(qū) 。 這 就 是 p-n 結(jié) 。 在 p-n 結(jié)內(nèi) ， 由 于 兩 邊 分 別 積 聚 了 負(fù) 電 荷 和正 電 荷 ， 會(huì) 產(chǎn) 生 一 個(gè) 由 正 電 荷 指 向負(fù) 電 荷 的 電 場(chǎng) ， 因 此 在 p-n 結(jié) 內(nèi) ， 存在 一 個(gè) 由 n區(qū) 指 向 p區(qū) 的 電 場(chǎng) ， 稱 為內(nèi) 建 電 場(chǎng) （ 或

10、稱 勢(shì) 壘 電 場(chǎng) )。 太 陽(yáng) 電 池 在 光 照 下 ， 能 量 大 于 半導(dǎo) 體 禁 帶 寬 度 的 光 子 ， 使 得 半 導(dǎo) 體中 原 子 的 價(jià) 電 子 受 到 激 發(fā) ， 在 p區(qū) 、空 間 電 荷 區(qū) 和 n區(qū) 都 會(huì) 產(chǎn) 生 光 生 電子 -空 穴 對(duì) ， 也 稱 光 生 載 流 子 。 這樣 形 成 的 電 子 -空 穴 對(duì) 由 于 熱 運(yùn) 動(dòng) ，向 各 個(gè) 方 向 遷 移 。 光 生 電 子 -空 穴 對(duì) 在 空 間 電 荷 區(qū) 中產(chǎn) 生 后 ， 立 即 被 內(nèi) 建 電 場(chǎng) 分 離 ， 光生 電 子 被 推 進(jìn) n區(qū) ， 光 生 空 穴 被 推進(jìn) p區(qū) 。 在 空 間 電

11、 荷 區(qū) 邊 界 處 總 的載 流 子 濃 度 近 似 為 0。 在 n區(qū) ， 光 生 電 子 -空 穴 產(chǎn) 生 后 ，光 生 空 穴 便 向 p-n 結(jié) 邊 界 擴(kuò) 散 ， 一旦 到 達(dá) p-n 結(jié) 邊 界 ， 便 立 即 受 到 內(nèi)建 電 場(chǎng) 的 作 用 ， 在 電 場(chǎng) 力 作 用 下 作漂 移 運(yùn) 動(dòng) ， 越 過 空 間 電 荷 區(qū) 進(jìn) 入 p區(qū) ， 而 光 生 電 子 （ 多 數(shù) 載 流 子 ） 則被 留 在 n區(qū) 。 p區(qū) 中 的 光 生 電 子 也 會(huì) 向 p-n 結(jié)邊 界 擴(kuò) 散 ， 并 在 到 達(dá) p-n 結(jié) 邊 界后 ， 同 樣 由 于 受 到 內(nèi) 建 電 場(chǎng) 的 作 用而

12、在 電 場(chǎng) 力 作 用 下 作 漂 移 運(yùn) 動(dòng) ， 進(jìn)入 n區(qū) ， 而 光 生 空 穴 （ 多 數(shù) 載 流 子 ）則 被 留 在 p區(qū) 。 因 此 在 p-n 結(jié) 兩 側(cè) 形 成 了 正 、 負(fù)電 荷 的 積 累 ， 形 成 與 內(nèi) 建 電 場(chǎng) 方 向相 反 的 光 生 電 場(chǎng) 。 這 個(gè) 電 場(chǎng) 除 了 一部 分 抵 消 內(nèi) 建 電 場(chǎng) 以 外 ， 還 使 p型層 帶 正 電 ， n型 層 帶 負(fù) 電 ， 因 此 產(chǎn)生 了 光 生 電 動(dòng) 勢(shì) 。 這 就 是 “ 光 生伏 打 效 應(yīng) ” （ 簡(jiǎn) 稱 光 伏 ） 。 如 果 使 太 陽(yáng) 電 池 開 路 ， 即 負(fù) 載 電阻 ， RL = ，

13、則 被 p-n 結(jié) 分 開 的全 部 過 剩 載 流 子 就 會(huì) 積 累 在 p-n 結(jié)附 近 ， 于 是 產(chǎn) 生 了 等 于 開 路 電 壓VOC的 最 大 光 生 電 動(dòng) 勢(shì) 。 如 果 把 太 陽(yáng) 電 池 短 路 ， 即 RL = 0，則 所 有 可 以 到 達(dá) p-n 結(jié) 的 過 剩 載 流子 都 可 以 穿 過 結(jié) ， 并 因 外 電 路 閉 合而 產(chǎn) 生 了 最 大 可 能 的 電 流 ， 即 短 路電 流 ISC。 如 果 把 太 陽(yáng) 電 池 接 上 負(fù) 載 RL， 則被 結(jié) 分 開 的 過 剩 載 流 子 中 就 有 一 部分 把 能 量 消 耗 于 降 低 p-n 結(jié) 勢(shì) 壘

14、 ，即 用 于 建 立 工 作 電 壓 Vm， 而 剩 余 部分 的 光 生 載 流 子 則 用 來 產(chǎn) 生 光 生 電流 Im。 太 陽(yáng) 電 池 一 般 制 成 p+/n型 結(jié) 構(gòu) 或n+/p型 結(jié) 構(gòu) ， 其 中 第 一 個(gè) 符 號(hào) ， 即 p+和 n+表 示 太 陽(yáng) 電 池 正 面 光 照 半 導(dǎo) 體 材料 的 導(dǎo) 電 類 型 ； 第 二 個(gè) 符 號(hào) ， 即 n和 p表 示 太 陽(yáng) 電 池 背 面 襯 底 半 導(dǎo) 體 材 料的 導(dǎo) 電 類 型 。 下 圖 為 在 p型 半 導(dǎo) 體 材 料 上 擴(kuò) 散 磷元 素 ， 形 成 n+/p型 結(jié) 構(gòu) 的 太 陽(yáng) 電 池 。上 表 面 為 負(fù) 極

15、； 下 表 面 為 正 極 。 1.標(biāo) 準(zhǔn) 測(cè) 試 條 件光 源 輻 照 度 ： 1000W/m2 ； 測(cè) 試 溫 度 ： 25 20C ； AM1.5地 面 太 陽(yáng) 光 譜 輻 照 度 分 布 。 2.太 陽(yáng) 電 池 等 效 電 路(1)理 想 太 陽(yáng) 電 池 等 效 電 路 ： 相 當(dāng) 于 一 個(gè) 電 流 為 Iph的 恒 流 電源 與 一 只 正 向 二 極 管 并 聯(lián) 。流 過 二 極 管 的 正 向 電 流 稱 為 暗電 流 ID.流 過 負(fù) 載 的 電 流 為 I負(fù) 載 兩 端 的 電 壓 為 V Iph ID V R I Iph ID V R I (2)實(shí) 際 太 陽(yáng) 電 池 等

16、 效 電 路 ： 由 于 漏 電 流 等 產(chǎn) 生 的 旁 路 電 阻 Rsh 由 于 體 電 阻 和 電 極 的 歐 姆 電 阻 產(chǎn) 生的 串 聯(lián) 電 阻 Rs 在 Rsh兩 端 的 電 壓 為 ： Vj =(V+IRS) 因 此 流 過 旁 路 電 阻 Rsh的 電 流 為 ： ISh= (V+IRS) / Rsh 流 過 負(fù) 載 的 電 流 ： I= Iph ID ISh Rs Iph ID Rsh Ish V R I 暗 電 流 ID是 注 入 電 流 和 復(fù) 合 電 流之 和 ， 可 以 簡(jiǎn) 化 為 單 指 數(shù) 形 式 ： ID=Iooexp(qVj/A0kT)-1其 中 ： Ioo為

17、 太 陽(yáng) 電 池 在 無 光 照 時(shí) 的 飽 和 電 流 ； A0為 結(jié) 構(gòu) 因 子 ， 它 反 映 了 p-n結(jié) 的 結(jié) 構(gòu) 完 整 性 對(duì) 性 能 的 影 響 ； K是 玻 爾 茲 曼 恒 量 因 此 得 出 : 這 就 是 光 照 情 況 下 太 陽(yáng) 電 池 的 電 流與 電 壓 的 關(guān) 系 。 畫 成 圖 形 ， 即 為 (I-V)特 性 曲 線 。 sh skTAIRVqph shDph RIRVeII IIII s )1( 0/)(00 在 理 想 情 況 下 ： Rsh ， Rs0 由 此 得 到 ： I= Iph ID = Iph Iooexp(qV/A0kT)-1 在 負(fù) 載

18、 短 路 時(shí) ， 即 Vj=0(忽 略 串 聯(lián) 電阻 )， 便 得 到 短 路 電 流 ， 其 值 恰 好 與光 電 流 相 等 Isc= Iph 因 此 得 出 ： I= Iph ID = Isc Iooexp(qV/A0kT)-1 在 負(fù) 載 R時(shí) ,輸 出 電 流 0,便 得到 開 路 電 壓 Voc其 值 由 下 式 確 定 ： )1/ln( 000 IIqkTAV phoc 3. 伏 安 (I-V)特 性 曲 線 受 光 照 的 太 陽(yáng) 電 池 ， 在 一 定 的 溫度 和 輻 照 度 以 及 不 同 的 外 電 路 負(fù)載 下 ， 流 入 負(fù) 載 的 電 流 I和 電 池 端電 壓

19、V的 關(guān) 系 曲 線 。 下 圖 為 某 個(gè) 太 陽(yáng) 電 池 組 件 的 (I-V)特 性 曲 線 示 意 圖 。 4. 開 路 電 壓 在 一 定 的 溫 度 和 輻 照 度 條 件 下 ，光 伏 發(fā) 電 器 在 空 載 (開 路 )情 況 下 的端 電 壓 ， 通 常 用 Voc來 表 示 。 太 陽(yáng) 電 池 的 開 路 電 壓 與 電 池 面 積大 小 無 關(guān) ， 通 常 單 晶 硅 太 陽(yáng) 電 池 的開 路 電 壓 約 為 450-600mV， 最 高 可達(dá) 690mV 。 太 陽(yáng) 電 池 的 開 路 電 壓 與 入 射 光 譜輻 照 度 的 對(duì) 數(shù) 成 正 比 。 5. 短 路 電

20、流 在 一 定 的 溫 度 和 輻 照 條 件 下 ， 光 伏發(fā) 電 器 在 端 電 壓 為 零 時(shí) 的 輸 出 電 流 ，通 常 用 Isc來 表 示 。 Isc與 太 陽(yáng) 電 池 的 面 積 大 小 有 關(guān) ， 面積 越 大 ， Isc越 大 。 一 般 1cm2的 太 陽(yáng)電 池 Isc值 約 為 16-30mA。 Isc與 入 射 光 的 輻 照 度 成 正 比 。 6. 最 大 功 率 點(diǎn) 在 太 陽(yáng) 電 池 的 伏 安 特 性 曲 線 上 對(duì) 應(yīng)最 大 功 率 的 點(diǎn) ， 又 稱 最 佳 工 作 點(diǎn) 。 7. 最 佳 工 作 電 壓 太 陽(yáng) 電 池 伏 安 特 性 曲 線 上 最 大

21、 功 率點(diǎn) 所 對(duì) 應(yīng) 的 電 壓 。 通 常 用 Vm表 示 8. 最 佳 工 作 電 流 太 陽(yáng) 電 池 伏 安 特 性 曲 線 上 最 大 功 率點(diǎn) 所 對(duì) 應(yīng) 的 電 流 。 通 常 用 Im表 示 9. 轉(zhuǎn) 換 效 率 受 光 照 太 陽(yáng) 電 池 的 最 大 功 率 與 入射 到 該 太 陽(yáng) 電 池 上 的 全 部 輻 射 功 率的 百 分 比 。 = Vm Im / At Pin 其 中 Vm和 Im分 別 為 最 大 輸 出 功 率 點(diǎn)的 電 壓 和 電 流 ， At為 太 陽(yáng) 電 池 的 總面 積 ， Pin為 單 位 面 積 太 陽(yáng) 入 射 光的 功 率 。 電 池 種 類

22、轉(zhuǎn) 換 效 率(%) 研 制 單 位 備 注單 晶 硅 電 池 24.7 0.5 澳 大 利 亞 新 南 威 爾 士 大 學(xué) 4 cm2面 積GaAs多 結(jié) 電 池 34.7 1.7 Spectro lab 333倍 聚 光多 晶 硅 電 池 20.3 0.5 德 國(guó) 弗 朗 霍 夫 研 究 所 1.002 cm2面 積InGaP/GaAs 30.8 1.0 日 本 能 源 公 司 4 cm2面 積非 晶 硅 電 池 12.8 0.7 美 國(guó) USSC公 司 0.27 cm2面 積CIGS電 池 19.5 0.6 美 國(guó) 可 再 生 能 源 實(shí) 驗(yàn) 室 0.41 cm2面 積CdTe電 池 1

23、6.5 0.5 美 國(guó) 可 再 生 能 源 實(shí) 驗(yàn) 室 1.032 cm 2面 積多 晶 硅 薄 膜 電 池 16.6 0.4 德 國(guó) 斯 圖 加 特 大 學(xué) 4.017 cm2面 積納 米 硅 電 池 10.1 0.2 日 本 鐘 淵 公 司 2微 米 膜 (玻 璃 襯 底 )氧 化 鈦 有 機(jī) 納 米 電池 11.0 0.5 EPFL 0.25 cm2面 積GaInP/GaAs/Ge 37.3 1.9 Spectro lab 175 倍 聚 光背 接 觸 聚 光 硅 電 池 26.8 0.8 美 國(guó) SunPower公 司 96倍 聚 光 最 高 效 率 面 積 (cm2)單 晶 硅 電

24、池 20.4 2 2多 晶 硅 電 池 14.53 2 2GaAs電 池 20.1 1 1聚 光 硅 電 池 17 2 2CdS/CuxS電 池 12 幾 個(gè) mm2CuInSe2電 池 8.57 1 1CdTe電 池 7 3mm2多 晶 硅 薄 膜 電 池 13.6 1 1非 晶 硅 電 池 11.2(單 結(jié) )8.66.2 幾 個(gè) mm 210 1030 30二 氧 化 鈦 納 米 有 機(jī) 電 池 10 1 1 10. 填 充 因 子 (曲 線 因 子 ) 太 陽(yáng) 電 池 的 最 大 功 率 與 開 路 電 壓 和短 路 電 流 乘 積 之 比 ， 通 常 用 FF(或 CF)表 示 ：

25、FF = ImVm/ IscVoc IscVoc是 太 陽(yáng) 電 池 的 極 限 輸 出 功 率 ImVm是 太 陽(yáng) 電 池 的 最 大 輸 出 功 率 填 充 因 子 是 表 征 太 陽(yáng) 電 池 性 能 優(yōu)劣 的 一 個(gè) 重 要 參 數(shù) 。 11. 電 流 溫 度 系 數(shù) 在 規(guī) 定 的 試 驗(yàn) 條 件 下 ， 被 測(cè) 太 陽(yáng)電 池 溫 度 每 變 化 10C ， 太 陽(yáng) 電 池短 路 電 流 的 變 化 值 ， 通 常 用 表 示 。 對(duì) 于 一 般 晶 體 硅 電 池 = + 0.1%/0C 12. 電 壓 溫 度 系 數(shù) 在 規(guī) 定 的 試 驗(yàn) 條 件 下 ， 被 測(cè) 太 陽(yáng) 電池 溫

26、度 每 變 化 10C ， 太 陽(yáng) 電 池 開 路 電壓 的 變 化 值 ， 通 常 用 表 示 。 對(duì) 于 一 般 晶 體 硅 電 池 = - 0.38%/0C 1. 紫 光 電 池 采 用 淺 結(jié) (如 0.1-0.15 m),和 密 柵 (如30條 /cm),克 服 了 “ 死 層 ” ,增 加 了 電 池 的蘭 紫 光 響 應(yīng) ,提 高 了 電 池 的 效 率 。 2. 背 電 場(chǎng) (BSF)電 池 在 常 規(guī) 電 池 n+/p或 p+/n的 硅 電 池 背 面 增加 一 層 p+或 n+層 ,即 形 成 背 電 場(chǎng) ,可 以 使 電池 性 能 提 高 ,并 且 不 受 電 阻 率 和

27、 一 定 范 圍內(nèi) 單 晶 片 厚 度 變 化 的 影 響 。 3. 絨 面 電 池 采 用 選 擇 性 腐 蝕 溶 液 ,使 (100)硅 片 表面 形 成 微 小 的 金 字 塔 型 的 小 丘 ,小 丘 密度 大 約 為 108-109個(gè) /厘 米 2。 依 靠 表 面 金 字 塔 形 的 方 錐 結(jié) 構(gòu) ,對(duì) 光 進(jìn)行 多 次 反 射 ,不 僅 減 少 了 反 射 損 失 ,而 且改 變 了 光 在 硅 中 的 前 進(jìn) 方 向 ,延 長(zhǎng) 了 光程 ,增 加 了 光 生 載 流 子 的 產(chǎn) 量 ； 曲 折 的絨 面 又 增 加 了 p-n結(jié) 面 積 ,從 而 增 加 對(duì) 光生 載 流 子 的 收 集 率 ； 并 改 善 了 電 池 的 紅光 響 應(yīng) 。 4. 聚 光 電 池 通 過 聚 光 器 ,使 大 面 積 聚 光 器 上 接 收到 的 太 陽(yáng) 光 會(huì) 聚 一 個(gè) 比 較 小 的 范 圍內(nèi) ,形 成 “ 焦 斑 ” 或 “ 焦 帶 ” 。 位 于“ 焦 斑 ” 或 “ 焦 帶 ” 處 的 太 陽(yáng) 電 池可 得 到 較 多 的 光 能 ,使 每 一 片 電 池 能輸 出 更 多 的 電 能 。 需 要 配 備 一 套 包 括 ： 聚 光 器 ,散 熱 器 ,跟 蹤 器 及 機(jī) 械 傳 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 等 的 聚 光 系統(tǒng) 。