文档介绍：太阳能太阳能电池朱辉杰厦门大学物理与机电工程学院机电工程系机械专业摘要:在21世纪的今天,能源是人类社会发展的最主要因素之一。因此,新能源及动力的革命已成为当今首要任务。而对太阳能作为取之不尽、环境友好的新能源的开发利用,已经越来越受到人们的重视。本文主要介绍太阳能电池的结构、种类、材料和其光伏发电系统,最后综述了太阳能电池的现状和未来发展前景。关键字:太阳能电池、光伏系统、酞菁类化合物0、前言从1954年用直拉硅单晶(CZ)开发出第一个太阳能电池—硅太阳能电池以来,太阳能技术发展迅速,转化效率也不断提高,成本不断下降,大面积的太阳能电池也有了很大的发展。特别是20世纪70年代由于石油危机的出现,再加上环境污染,所以太阳能电池发展迅速。太阳能发电又分为光伏发电、光化学发电、光生物发电。光伏发电是利用光伏电池这种半导体器件吸收太阳光辐射能,使之转化为电能的直接发电形式。光伏发电是当今太阳能发电的主流。本文将从太阳能电池的基础知识展开,逐步介绍太阳能电池的相关知识和发展前景。1、光电转化性能原理光作用下的电化学过程即分子、离子及固体物质因吸收光使电子处于激发态而产生的电荷传递过程。当一束能量等于或大于半导体带隙的光照射在半导体光电材料上时,电子受激发由价带跃迁到导带,并在价带上留下空穴,电子与孔穴有效分离,便实现了光电转化。太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。以光电效应工作的薄膜式太阳能电池为主流,而以光化学效应工作的湿式太阳能电池则还处于萌芽阶段。2、太阳能电池、太阳能光伏发电系统太阳能光伏发电系统是利用太阳能电池的光伏效应,将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统。一套基本的光伏发电系统一般是由太阳能电池板、太阳能控制器、逆变器和蓄电池(组)组成的。【3】光伏发电系统按是否与电网相连能够分为独立光伏发电系统、并网光伏发电系统、混合型光伏发电系统三种。、无机太阳能电池当前适合作太阳能电他的半导体材料主要有:单晶硅、多晶硅、非晶硅、化合物半导体。单晶硅太阳能电池由于吸收系数较低,故要求有一定的厚度,%,工业生产为16%左右。多晶硅太阳能电池生产工艺相对筒单,所要求的原料纯度低,实验室转化效率为18%,是比较有希望的大阳能电池材料。非晶硅大阳能电油能够进一步降低成本,但是其转化效率和稳定性是急需解决的问题。而化合物半导体中的三元化合物中的CuInSe3应用前景最好,由于CuInSe3是直接带隙半导体,具有较高的吸收系数(104-l04cm-1)。其多晶薄膜具有优良的光学特性,%的太阳光子,所以薄膜不需要很厚,能够降低成本。由此可见CuInSe3太阳能电池转化效率高,大面积制备简单,性能稳定,成本较低,因此是一种非常有发展前途的光电材料.【1】当前存在的主要问题是如何找到一种成熟的方法能够进一步降低成本,提高转化效率,可进行大面积制备,可进行大规模生产,使太阳能电池真正向实用化迈进。对高效多晶薄膜太阳能电池分析测试研究的结果表明,电池的转换效率是由活性吸收材料(如CuInSe3〕中载流子的复合来控制。CIS单晶的主要制备方法有水平布里奇曼法、移动加热法、硒化液相Cu-In合金法、溶液法和水平梯度区冷却法。CIS薄膜的制备方法多种多样,大致能够归为三类:CuIn的合金过程和Se化分离;Cu,In,Se一起合金化;CuInSe