什么是疊層太陽能電池?隨著全球多樣化的發(fā)展,我們的生活也在不斷變化著,包括我們接觸的各種各樣的電子產(chǎn)品,那么你一定不知道這些產(chǎn)品的一些組成,比如疊層太陽能電池。
由具有不同帶隙寬度的子電池組成的串聯(lián)太陽能電池可以有效地增加太陽能電池對入射光子的能量吸收,從而提高其轉(zhuǎn)換效率。本文綜述了光伏性能以及復(fù)合疊層太陽能電池,硅疊層太陽能電池,聚合物疊層染料敏化疊層太陽能電池和太陽能電池等各種疊層光伏器件的研究進展,提出了提高串聯(lián)轉(zhuǎn)換效率的技術(shù)措施。太陽能電池。
太陽能電池的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段?;诠杈牡谝淮柲茈姵卦诩夹g(shù)發(fā)展中已經(jīng)成熟,但是單晶硅的純度要求為99.999%。高生產(chǎn)成本使人們以犧牲電池轉(zhuǎn)換率為代價來開發(fā)薄膜太陽能電池。
近年來,太陽能光伏技術(shù)發(fā)展迅速。單晶硅和多晶硅太陽能電池已經(jīng)商業(yè)化,復(fù)合太陽能電池,聚合物太陽能電池和染料敏化太陽能電池也正在開發(fā)中。光伏技術(shù)的發(fā)展歷史證明,要提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率,必須考慮以下兩個方面。另一方面,提高了光伏材料的性能和光伏器件的結(jié)構(gòu),并且減少了電池中光載體的各種能量損失。如果將具有不同帶隙寬度的電池組合成串聯(lián)太陽能電池,則每個子電池可以吸收與其自身帶隙寬度匹配的光子能量,從而擴大了太陽吸收范圍并大大提高了轉(zhuǎn)換效率。
第二代太陽能電池基于薄膜材料。薄膜技術(shù)比晶體硅太陽能電池所需的材料少得多,并且易于實現(xiàn)大面積電池的生產(chǎn),從而可以有效地降低成本。薄膜電池主要包括非晶硅薄膜電池,多晶硅薄膜電池,碲化鎘和銅銦硒薄膜電池,其中多晶硅是最好的材料??ㄖZ太陽能光伏轉(zhuǎn)換率的上限為95%,遠遠高于標準太陽能電池的33%的理論上限,這表明太陽能電池的性能仍有很大的發(fā)展空間。第三代太陽能電池具有以下條件:薄膜,高轉(zhuǎn)換效率,豐富的原材料和無毒。
串聯(lián)太陽能電池作為最有前途的第三代太陽能電池,正在取得重要進展。一個重要的研究方向是提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率并降低生產(chǎn)成本。為了進一步提高太陽能轉(zhuǎn)換效率,有必要注意復(fù)合串聯(lián)太陽能電池,進一步改善其隧道結(jié)特性,優(yōu)化子電池的材料組成,生產(chǎn)出具有良好電流匹配的復(fù)合材料。 高晶格匹配和帶隙匹配疊層太陽能電池。
第三代光伏電池綜合考慮了各種能量閾值,低成本的制備方法和豐富的無毒原材料,從而更輕松地降低了每瓦成本。層壓設(shè)計是目前最先進的技術(shù),可以通過改善光收集系統(tǒng)或降低成本或優(yōu)化膜設(shè)計以提高效率來降低每瓦成本。但是,該技術(shù)的穩(wěn)定性不是很好。中頻帶和上轉(zhuǎn)換太陽能電池的應(yīng)用還為時過早,但是它們在使用薄膜材料來提高轉(zhuǎn)換效率和改善光譜穩(wěn)定性方面具有巨大潛力。盡管在太陽能電池中應(yīng)用碰撞電離和熱載流子概念可以大大降低每瓦成本,但在這兩種技術(shù)中仍需要解決許多理論問題。
進一步優(yōu)化硅基串聯(lián)太陽能電池的本征層厚度,摻雜濃度和中間層材料,以找到最合適的材料和工藝參數(shù),以提高串聯(lián)太陽能電池的性能;增加聚合物材料和有機染料的穩(wěn)定性聚合物串聯(lián)太陽能電池和染料敏化串聯(lián)太陽能電池的穩(wěn)定性。隨著串聯(lián)太陽能電池技術(shù)的發(fā)展,串聯(lián)太陽能電池有望在不久的將來成為光伏產(chǎn)業(yè)的主流。
第三代光伏電池結(jié)合了第一代和第二代太陽能電池的優(yōu)點,克服了第一代太陽能電池的高成本和第二代薄膜太陽能電池的低轉(zhuǎn)換效率,并且具有豐富的原材料材料無毒,性能穩(wěn)定。耐用性和對環(huán)境無害的優(yōu)點將在未來的光伏市場中具有良好的發(fā)展前景。在研究和設(shè)計過程中,必須存在此類問題,這要求我們的科研工作者不斷總結(jié)設(shè)計過程中的經(jīng)驗,以促進產(chǎn)品的不斷創(chuàng)新。