薄膜太陽能電池的特點是什么
薄膜太陽能電池可以使用在價格低廉的陶瓷、石墨、金屬片等不同材料當基板來制造，形成可產生電壓的薄膜厚度僅需數μm，下面是百分網小編給大家整理的薄膜太陽能電池的特點簡介，希望能幫到大家！
薄膜太陽能電池的特點
1.沒有內部電路短路問題(聯(lián)機已經在串聯(lián)電池制造時內建)
2.相同遮蔽面積下功率損失較小(弱光情況下的發(fā)電性佳)
3.有較佳的功率溫度系數
4.材料供應無慮
5.較高的累積發(fā)電量
6.只需少量的硅原料
7.照度相同下?lián)p失的功率較晶圓太陽能電池少
8.厚度較晶圓太陽能電池薄
9.較佳的光傳輸
10.可與建材整合性運用(BIPV)
薄膜太陽能電池的原理
在化學電池中，化學能直接轉變?yōu)殡娔苁强侩姵貎炔孔园l(fā)進行氧化、還原等化學反應的結果，這種反應分別在兩個電極上進行。負極活性物質由電位較負并在電解質中穩(wěn)定的還原劑組成，如鋅、鎘、鉛等活潑金屬和氫或碳氫化合物等。
正極活性物質由電位較正并在電解質中穩(wěn)定的氧化劑組成，如二氧化錳、二氧化鉛、氧化鎳等金屬氧化物，氧或空氣，鹵素及其鹽類，含氧酸及其鹽類等。電解質則是具有良好離子導電性的材料，如酸、堿、鹽的水溶液，有機或無機非水溶液、熔融鹽或固體電解質等。
當外電路斷開時，兩極之間雖然有電位差(開路電壓)，但沒有電流，存儲在電池中的化學能并不轉換為電能。當外電路閉合時，在兩電極電位差的作用下即有電流流過外電路。同時在電池內部，由于電解質中不存在自由電子，電荷的傳遞必然伴隨兩極活性物質與電解質界面的氧化或還原反應，以及反應物和反應產物的物質遷移。電荷在電解質中的傳遞也要由離子的遷移來完成。因此，電池內部正常的電荷傳遞和物質傳遞過程是保證正常輸出電能的必要條件。充電時，電池內部的傳電和傳質過程的方向恰與放電相反;電極反應必須是可逆的，才能保證反方向傳質與傳電過程的.正常進行。因此，電極反應可逆是構成蓄電池的必要條件。
為吉布斯反應自由能增量(焦);F為法拉第常數=96500庫=26.8安·小時;n為電池反應的當量數。這是電池電動勢與電池反應之間的基本熱力學關系式，也是計算電池能量轉換效率的基本熱力學方程式。實際上，當電流流過電極時，電極電勢都要偏離熱力學平衡的電極電勢，這種現象稱為極化。電流密度(單位電極面積上通過的電流)越大，極化越嚴重。極化現象是造成電池能量損失的重要原因之一。
極化的原因有三：
①由電池中各部分電阻造成的極化稱為歐姆極化;
②由電極-電解質界面層中電荷傳遞過程的阻滯造成的極化稱為活化極化;
③由電極-電解質界面層中傳質過程遲緩而造成的極化稱為濃差極化。減小極化的方法是增大電極反應面積、減小電流密度、提高反應溫度以及改善電極表面的催化活性。
薄膜太陽能電池的簡介
歷史背景
隨著煤、石油、天然氣等能源日益枯竭和環(huán)境污染日益加劇,人們迫切需要尋找清潔可再生新能源。作為地球無限可再生的無污染能源———太陽能的應用日益引起人們的關注,將太陽能轉化為電能的太陽能電池的研制得到了迅速發(fā)展。目前以商品化的晶體硅太陽能電池的光電轉化效率最高,但受材料純度和制備工藝限制,成本高,很難再提高轉化效率或降低成本。薄膜太陽能電池只需幾μm的厚度就能實現光電轉換,是降低成本和提高光子循環(huán)的理想材料。
物理優(yōu)勢
硅材料是現今太陽電池的主導材料，在成品太陽電池成本份額中，硅材料占了將近40%，而非晶硅太陽電池的厚度不到1μm，不足晶體硅太陽電池厚度的1/100，這就大大降低了制造成本，又由于非晶硅太陽電池的制造溫度很低(-200℃)、易于 實現大面積等優(yōu)點，使其在薄膜太陽電池中占據首要地位，在制造方法方面有電子回旋共振法、光化學氣相沉積法、直流輝光放電法、射頻輝光放電法、濺射法和熱絲法等。特別是射頻輝光放電法由于其低溫過程(-200℃)，易于實現大面積和大批量連續(xù)生產，現成為國際公認的成熟技術。在材料研究方面，先后研究了a-SiC窗口層、梯度界面層、μC-SiC p層等，明顯改善了電池的短波光譜響應.這是由于a-Si太陽電池光生載流子的生成主要在i層，入射光到達i層之前部分被p層吸收，對發(fā)電是無效的.而a-SiC和μC-SiC材料比p型a-Si具有更寬的光學帶隙，因此減少了對光的吸收，使到達i層的光增加;加之梯度界面層的采用，改善了a-SiC/a-Si異質結界面光電子的輸運特性.在增加長波響應方面，采用了絨面TCO膜、絨面多層背反射電極(ZnO/Ag/Al)和多帶隙疊層結構，即glass/TCO/p1i1n1/p2i2n2/p3i3n3/ZnO/Ag/Al結構.絨面TCO膜和多層背反射電極減少了光的反射和透射損失，并增加了光在i層的傳播路程，從而增加了光在i層的吸收.多帶隙結構中，i層的帶隙寬度從光入射方向開始依次減小，以便分段吸收太陽光，達到拓寬光譜響應、提高轉換效率之目的。在提高疊層電池效率方面還采用了漸變帶隙設計、隧道結中的微晶化摻雜層等，以改善載流子收集。
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