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太阳电池的材料及构造

 (1)单晶硅和多晶硅
  
  1)能发电的最小单位一单元
  
  发电装置的最小单位称为单元.单元的构造与PN结相同,光在单元中产生电子和空穴,分别被电极收集,实现光一电转换。一个单元的开路(无负荷)为0.6V~0.7V。

 2)单元材料及结构
  
  单元材料为硅半导体,硅的纯度达到了99.9999%以上。从开始的单晶硅,到为了降低成本而开发的非晶材料,以结晶的大小为顺序,经历了单晶、多晶、微晶、非晶的变迁,现在用的最多的是截面为方形的多晶硅。  

 因一个单元的电压太低,难以实用,可用多个单元串联排列起来形成板,来得到实用的电压。

 把单元的表面和相邻单元的里面用带状导体作电气连接就构成了板。通常,单元的表面电极为“一”,里面电极为“+”。为了耐受环境,用玻璃数脂和背板将其封装起来,形成太阳电池板。单元的串联数,即太阳电池板的电压,按照符合12Y、24V、48V的规格匹配。

 (2)硅薄膜太阳电池
  
  1)以板为单元制膜把微晶或非晶用真空镀膜技术直接覆在玻璃表面,并同时在玻璃表面生成串联电极,制成硅薄膜太阳电池。虽然单体的变换效率比不上大结晶的电池,但通过重复镀膜技术,可以形成多层结构,从而提高效率。

 2)吸收光谱宽的2层结构如薄膜2层结构(称为纵列)单元,该单元把吸收短波光良好的非晶和吸收长波光的微晶构成2层,增大了吸收光谱宽度。

 由于薄膜太阳电池单元连接导体很薄,故宜用于高电压,小输出场合。

 (3)利用化合物的薄膜太阳电池
  
  1)镝化镉CdTe太阳电池这是美国生产的用玻璃仿三明治结构的镉化合物太阳电池,主要以安全性和低成本得以快速普及。

 2)CIGS太阳电池CIGS化合物即铜、铟、镓的化合物,因为不使用硅材料,因而成本低,日本国内生产。

 (4)提高效率的结构
  
  1)集光型用透镜或反射镜集光,使小面积的太阳电池高效率发电,可达40%的转换效率。

 2)HIT型结晶硅和非晶的异质构造,其特点是变换效率高。

 3)内电极型把正、负电极均配置在单元内侧的结构,因表面无电极而开口率高,即受光面积大,效率提高。


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