多晶硅太阳能电池亮特性与光强的关系.ppt

1、多晶硅太阳能电池亮特性与光强的关系,多晶硅太阳能电池的结构,主要是：PN结、正面删状电极、抗反射涂层以及背面电极,多晶硅太阳能电池原理,当入射光子能量大于半导体材料的禁带宽度，那么这些光子就会被材料吸收，在pn结中产生电子空穴对，内建电场的驱动下p区光生少子电子向n区运动，n区光生少子空穴向p区运动，因此产生光生电流，而这种定向运动减缓了扩散运动，最终在PN结两端产生电动势，即光生电动势。,图2 光辐照下的pn结,实验电路图及各参数定义,参数定义,N,P,-,-,-,-,+,光生电压,光伏效应,开路电压,短路电流,参数定义,太阳能电池的转换效率定义为输出电能Pm和入射光能Pin的比值：,把太阳

2、电池的最大功率与开路电压和短路电流的乘积之比称为填充因子，用FF表示,太阳能电池可实现功率的度量,实验结论,在温度一定，光强不断增大的时候，短路电流不断增大，但是开路电压变化不大，最大输出功率也随着光强在增大，且近似成线性关系。,实验结论,短路电流Isc增大原因：由（2-6）可知，短路电流等于光生电流，光强=nhv,n是光子数，增加光强就是增加了光子数n，如果入射光子能量大于等于半导体的禁带宽度，那么这些光子会被材料吸收，在PN结产生电子空穴对。尽管光生载流子对多数载流子影响很小，但是对少数载流子将产生显著影响。主要体现就是光生少子在内建电场驱动下定向产生电流，即光生电流，并且定向运动与扩散运

3、动相反，减弱了扩散运动的强度，PN结势垒高度降低，而光子数的增加会加剧这种影响，进而使光生电流增大，即短路电流也随之增加。,实验结论,填充因子主要决定于串联电阻，旁路电阻及PN结特性。串联电阻增大，旁路电阻减小，以及PN结中存在缺陷与杂志等不良情况时，都会使FF变小。此外填充因子岁电池材料的禁带宽度增大而增大，对于同一个太阳能电池，在一定光照强度范围内，填充因子随光强减小而增加。,随着光强的增大，开路电压也随之增大，但也渐渐趋于平缓，说明当光强增大到很大的时候，开路电压几乎与光强无关，它的最大值是使得PN结势垒高度为零时的电压值。由于最大输出功率随着光强的增大而增大，并且由式（2-9），但是光强变化的速率比Pm变化的速率快，所以效率会降低。而太阳能效率损失的原因主要有：电池表面的反射、电子和空穴在光敏感层之外由于重组而造成的损失，以及光敏层的厚度不够等因素。,如何提高转换效率,太阳能电池转换效率的主要因素：（1）光生电流的光学损失（2）光生载流子的收集效率（3）开路电压（4）电极接触不良或涉及不合理使串联电阻增加，不能有效的收集载流子提高太阳能电池转换效率的方法：（1）采用减反射膜，表面进行凹凸处理6（2）加一层钝化膜层，控制杂志浓度，加背面场（3）在底电极上加一层金属反射层，进行凹凸处理（4）合理设计电极,谢谢观看,