光伏原理

第一章--太阳能电池发展概况

温室效应

透射阳光的密闭空间由于与外界缺乏热对流而形成的保温效应

酸雨：PH<5.6

潮汐能：月球引力变化引起潮汐现象，潮汐导致海平面周期性升降，海水涨落潮水流动产生的能量叫潮汐能

三种常见的再生能源

• 波浪能
• 太阳能
• 光电化学电池
  • 电化学光伏电池
  • 光电解电池
  • 光催化电池

太阳能

• 一是把太阳能转化为热能
• 将太阳能转化为电能

太阳能发电优缺点

• 
• 

太阳辐射与吸收

太阳向宇宙空间发生的辐射功率 3.8*10^23kw，20亿分之一

到达地球表面8*10^13kw，太阳每秒钟照射到地球上相当于500w吨煤炭

太阳穿过地球大气层衰减原因

大气层吸收

大气层散射

• 分子散射（瑞利散射）：散射粒子小于辐射波长，散射强度与波长四次方成反比，大气对长波光的散射较弱，对短波光散射强
• 悬浮微粒与灰尘的散射：散射粒子大于辐射波长，散射对波长无选择性
• 云层差异影响，云层厚度，云量，形状入射光能量

光伏阵列：是多片光伏模组（光伏板）的连接，也是更多光伏电池连接，一块光伏模组能够产生电流，光伏阵列能够利用逆变器将直流电转化成交流电以供负载使用

大气质量

太阳处在某位置和处在头顶处，太阳光到达地面前所需要走过的路程之比表示大气对地球表面接收太阳光影响程度

 当θ=0时，AM=1，记为AM1， 表示一个标准大气质量， 是典型晴天太阳光垂直照射到地球表面的情况，相当于晴朗 夏日在海平面上所承受的太阳光。

当θ=48.2°时， AM=1.5，记为AM1.5，是典型晴天时太 阳光以θ=48.2°照射到地面的情况，其辐射强度为1kW/m2 。

AM0称为太阳常数（或大气质量零辐射）：地球大气 层之外，地球-太阳平均距离处，垂直于太阳光方向的单位 面积上的辐射功率，基本为一常数。光伏应用中采用的太 阳常数为1.353kW/m2 。

标准测试条件： 为了使测试条件具有可比性，国际电工委员会第82技 术委员会，即太阳光伏能源系统标准化技术委员会规定了 标准测试条件。地面用太阳电池的标准测试条件为：测试 温度为25±2℃，光源的光谱辐照度1000W/m2 ，并具有标准 的AM1.5太阳光谱辐照分布。航天用太阳电池的标准测试条 件为：测试温度为25±1℃，光源的光谱辐照度1353W/m2 ， 并具有标准的AM0太阳光谱辐照分布。

太阳电池分类与发展历史

太阳电池：是一种能量转换光电元件，由太阳照射后，，把光能量转化为电能

按结构分类
同质结

由同一种材料，带隙宽度相同但导电类型不同

异质结

两个带隙宽度不同半导体材料的pn结

肖特基

金属半导体界面上肖特基势垒构成

复合

有两个多个pn结

材料分类

空间太阳

地面太阳电池

光敏传感器

新型光伏材料

有机聚合物

优点：成本低质量轻

缺点：转化率低，不稳定

染料敏化太阳电池

太阳电池材料一般要求

1. 材料禁带不能太宽
2. 较高的光电转化效率
3. 材料本身对环境不造成污染
4. 材料便于工业化生产

影响电池性能的影响因素

• 晶体结构
• 文浓度
• 日照强度
• 光谱响应
• 负载电阻
• 遮挡或阴影

发展概况

1. 贝克勒尔发现液体电解液光电效应
2. 史密斯发现Se中有光电导效应
3. 亚当斯在Se中发现光生电流，这是首次在固体中发现光伏效应
4. 弗瑞兹制备出第一个大面积太阳电池
5. 肖特基首次提出CU2O光伏效应
6. 朗格首次提出光伏效应太阳电池
7. 奥尔发现光伏效应
8. 美国人造卫星上用了太阳电池排布的矩阵板

发展历程

1. 起始阶段
2. 停滞阶段
3. 过渡阶段
4. 低谷阶段
5. 高潮阶段

光伏系统应用

独立光伏发电系统包括，光伏组件，储能装置（蓄电池）变换装置（逆变器），控制系统和负载

电池板

核心部分

控制器

控制整个系统工作状态

蓄电池

将太阳能电池板发出电能存储起来，到需要时候释放

逆变器

110VAC交流电源，直流电能转换从交流1电能

单体太阳能电池组件：： 太阳电池单体--太阳电池逐渐--太阳电池方阵

第二章---太阳电池物理基础

半导体吸收载流子产生与复合

半导体光吸收过程

任何一种物质对光波都会或多或少吸收

朗波特定律

a介质对光电吸收系数,x是光进入材料距离

光强随着光波进入材料距离增大按着数规律衰减

1/α（吸收长度或穿透深度）：表示能量下降到最初强度的 1/e时，光在材料中传播的深度。

吸光度：光线通过溶液或物质前的乳适合光强度与光线通过溶液或某一物质后的透射光强度比值（I0 /I1）的以10为底的对数（即lg(I0 /I1 )），其 中I0为入射光强，I1为透射光强，影响它的因素有溶剂、浓度、温度等

反射率：反射光强度与入射光强度之比

透射率:透射光强度与入射光强度比

本征吸收

电子在价带和导带之间跃迁吸收，hv满足

本征吸收光谱在低频端存在一个频率界限v0（长波端存在一个波长界限λ0））

当入射光频率低于v0或波长大于λ0不可能产生本征吸收，吸收系数迅速减小

ν0 或λ0 称为半导体的本征吸收限

竖直跃迁（直接光吸收）对应于导带底和价带顶kk空间相同点情况

能量守恒

跃迁满足准动量守恒

波矢 是一个矢量，方向表示波传播的方向。波矢有两种常见的定义， 区别在于振幅因子是否乘以2π，两种定义分别用于物理学(2π/λ)和晶体学 以及它们的相关领域(1/λ)

非竖直跃迁（间接光吸收过程）

对应于导带边和价带边在KK空间不同点

• 导带边和价带边处于K空间相同点的半导体通常被称为直接带隙绊倒你电子要跃迁大导带上产生的导电电子和空穴只需要吸收能量
• 直接带隙半导体粒子GaAs，InP,InSb
• 导带边和价带边处于k空间不同点半导体通常被称为间接带隙半导体，形成半满能带不只需要吸收能量，还要改变动量
• 间接带隙半导体，Ge ，Si
• 在间接带隙半导体中发生非竖直跃迁是一个二级过程，发生几率比竖直跃迁小的多

相让间接带隙材料发光可以采用掺杂引入发光体，将能量引入发光体使其发光

促进复合中心复合叫间接复合，取决于复合中心浓度和性质

半导体本征吸收谱

Si和Ge是间接跃迁能带结构的半导体，具有类似的光吸收 谱；GaAs和InP等是直接跃迁能带结构的半导体，光吸收谱曲线 都很陡峭。

吸收系数和材料和波长有关，随着入射光子波长减小或能量增加，本征吸收系数在增加

Eph < Eg: 透过；Eph = Eg: 有效吸收；Eph > Eg: 强烈吸收

在本征吸收低能量一端，吸收系数下降很快，对应本征吸收边（激发价带电子到空带的光长波限），能量位置对应材料带隙宽度

间接跃迁的光吸收系数要比直接跃迁小很多

其他吸收

激子吸收

电子和空穴保持库仑力的相互作用，形成一个电中心系统，叫激子，能产生光吸收称为激子吸收

杂质吸收

束缚在杂质上的电子可以吸收光子跃迁到导带，空穴可以吸收光子跃迁到价带

自由载流子吸收

入射光子能量不足以使电子从价带中跃出，仍会被吸收。且吸收系数随着波长增大而增大，该过程由载流子在带内跃迁引起

晶格振动吸收

晶格振动也能吸收光子，光子能量直接转换为晶格振动动能，一般发生在远红外区

本征吸收：产生电子空穴对

杂质吸收：每个过程智能产生一种副号牌载流子。或电子或空穴

载流子吸收：使电子或空穴动能增加

晶格振动吸收：增加晶格热运动能

载流子产生

价带和导带之间跃迁

价电子跃迁到导带，形成导带电子，价带空穴，，称为电子空穴对

导带电子落回到价带空位上，使导带中电子数减少一个价带中空穴中空穴数减少一个，电子-空穴复合

电子-空穴对产生与复合保持一种动态平衡，使得导带中电子数目，价带空穴数目保持不变

借助于热激发产生的，杂质电离或本征激发所需要能量都是来自于热运动能量。这种载流子我们称为平衡载流子

非平衡载流子

基本方程

G:电子-空穴对产生率，，单位时间单位体积内激发产生导带电子和价带空穴数

R：电子-空穴对复合率，，单位时间，单位体积内复合消失的导带电子和价带空穴数

载流子数目随时间变化率

产生率：与导带中空穴状态密度和价带中相应的占据状态密度

复合率：与导带中占据状态密度以及价带中空状态密度有关

复合率电子以及空穴浓度有关

小注入：：注入额外载流子密度比热平衡条件下的多数载流子密度低的多，以n型半导体为例子

非热平衡状态，导带和价带载流子密度

小注入基本不改变多数载流子密度，，但对少数载流子密度

主要差别是少数载流子数量起了重要变化，通常所说额外载流子实际是指额外少数载流子，简称少子

弛豫过程：：当外部作用撤出后，额外载流子会逐渐消失，半导体由非平衡态恢复到平衡态过程

弛豫过程是额外载流子的复合，对由载流子抽取建立起来的非平衡态，弛豫过程是载流子热产生，产生和复合是半导体载流子系统恢复平衡态动力

本征半导体

是完全不含杂质的无晶格缺陷纯净半导体，一般是导电能力主要由材料本征激发决定纯净半导体

载流子复合

辐射复合：，电子和空穴复合时候释放一定能量能量以光子形式放出，这种复合叫辐射复合

直接辐射复合：是辐射复合主要形式，此外辐射复合也可以通过复合中心进行

非辐射复合主要是多声子复合，俄歇复合

辐射复合是LED灯，激光这类半导体器件主要复合机制

辐射复合是直接带隙材料的主要复合机制，非辐射复合 是间接带隙材料的主要复合机制

“载流子寿命”（用符号 和 表示）: 指电子-空穴对产 生后到复合前存在的平均时间。

对光伏应用而言，寿命越高，光照注入非平衡载流子就越有机会被分离出来，光伏效率就越高，，寿命与非平衡载流子复合几率有关，最终决定于材料杂质和结构缺陷

光照停止后

单位时间内非平衡载流子浓度减少

非平衡载流子浓度随时间指数衰减规律

寿命标志非平衡载流子浓度减少到1/e经历时间，寿命不同，非平衡载流子衰减快慢不同

非平衡载流子随时间衰减

直接复合

1. 导带电子和价带空穴直接复合发射光子、
2. 光子能量接近禁带宽度，所以材料对其吸收很弱
3. 禁带宽度越小，直接复合概率越大

肖克莱里德霍尔复合

1. SRH复合
2. 导带电子被禁带中能级俘获
3. 在杂质能级电子热激发到导带千牛，如果空穴也能被杂质能级俘获，复合发出另一个光子

复合概率和复合中心关系

1. 与复合中心浓度成正比
2. 与复合中心能级位置到导带和价带距离有关，太近，热激发回导带，处在禁带中间能级发生复合概率最大

对硅太阳能电池，经由陷阱复合SRH为主要复合过程

总之，对电子和空穴具有大体相等的俘获系数且位于禁带中央附近深能级是最有效的复合中心

俄歇复合

1. 导带中的电子1与价带中的空穴2复合， 带间复合释放的能量交给了晶体中另一个 临近的电子3，将电子3从导带底跃迁到导 带的高能态，最后高能态的电子再通过发 射声子而回到导带底。
2. 也存在也与杂质或缺陷能级有关的俄歇复 合过程。
3. 俄歇复合概率与载流子浓度的三次方 有关，故容易发生在载流子浓度高的情 况。如高掺杂、窄带隙、强注入或高温 条件下的半导体（如高温下GaAs）。

4.表面和界面复合

晶体周期性在表面中断，产生大量悬挂键，表面损伤以及外来杂质吸附，它们都可能在带隙中引入缺陷状态，所以电池表面是复合率非常高的区域

表面复合速度s （单位为cm/s）越大，表面复合越严重。硅的 裸露表面复合速率一般为1000～5000 cm/s，具体视表面粗糙 度和污染情况而略有不同。

太阳电池表面要经过钝化处理，来降低表面复合速度，钝化的实质是令能级被填充而不起作用

少子扩散长度：在复合之前，一个载流子从产生处开始运动的平均路程

少数载流子寿命和扩散长度很大程度上取决于材料的类型复合数量

吸收光的多少取决于半导体材料的吸收系数和厚度，假设被半导体吸收的光全部用来产生电子空穴对

载流子生成率随着材料深度增加呈指数下降，材料表面生成率最高

光照太阳电池少数载流子可以近似为光生载流子数

实际中是非平衡少数载流子起作用

霍尔效应

一种载流子霍尔效应

本质上是运动带电粒子在磁场中受洛伦兹力而引起偏转，带电粒子被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场方向上产生正负电荷累积，从而形成附加的横向电场，就是霍尔电场EH

霍尔效应应用

判别半导体导电类型，测定载流子n,p和迁移率

p型和N型半导体霍尔系数RH符号相反（p型为正，n型是负），霍尔电压VH正负相反，所以可以判断半导体导电类型

霍尔器件

两种载流子霍尔效应

P型半导体：空穴是多子，电子是少子。空穴和电子
均受到向左的洛伦兹力作用。在初始阶段，由于空穴是多子，
故半导体左侧面聚集的空穴多于电子，右侧面聚集的负离子多
于正离子，形成了向左的横向电流和向右的霍尔电场。此后，
空穴受到向右的电场力作用，而电子受到向左的电场力作用。
在洛伦兹力和电场力的共同作用下，半导体的左侧面聚集电子
的速度大于空穴的聚集速度。当向左侧面流动的电子数等于空
穴数时，横向电流等于零，霍尔电场达到稳定值。

n型半导体：电子是多子，空穴是少子。空穴和电子
均受到向左的洛伦兹力作用。在初始阶段，由于电子是多子，
故半导体左侧面聚集的电子多于空穴，右侧面聚集的正离子
多于负离子，形成了向右的横向电流和向左的霍尔电场。此
后，空穴受到向左的电场力作用，而电子受到向右的电场力
作用。在洛伦兹力和电场力的共同作用下，半导体的左侧面
聚集空穴的速度大于电子的聚集速度。当向左侧面流动的电
子数等于空穴数时，横向电流等于零，霍尔电场达到稳定值

霍尔效应测试仪

测量半导体材料的载流子浓度，迁移率，电阻率，霍尔系数

太阳电池工作基本原理

热平衡状态下pn结

平衡状态下pn结特征

势垒区内电子空穴扩散漂移抵消

整个pn结具有统一的费米能级

能带弯曲--势垒高度

理想pn结模型

半导体均匀掺杂且小注入，注入少子比平衡多子少的多

突变耗尽层：外加电压和接触电势差都落在耗尽层上，耗尽层中的电 荷是由电离杂质组成，耗尽层外是电中性的。注入的少子在 P区和N 区是纯扩散运动。

通过耗尽层的电子空穴电流是常量，不考虑耗尽层中国载流子产生与复合

玻尔兹曼边界条件：在耗尽层两端，载流子分布满足玻尔兹曼统计分布

pn结加正向偏压

势垒区内载流子浓度很低，电阻很大，势垒区外p区和nnn区中载流子很大，带你足足很小，加外向正向偏压v基本降落在势垒区

扩散区：加正向偏压V，势垒区电场减弱，产生了电子从n区向p区以及空穴从p区向n区净扩散流，并产生了从p区边界向n区内部电子扩散你流和从n区边界向n区内部空穴扩散流，被相应区域内多子全部复合

当正向偏压一定时，单位时间内从n区到p区边界处 的电子浓度和从p区到n区边界处的空穴浓度是一定的，并 在扩散区内形成一稳定的分布，使得p区的电子扩散流和n 区的空穴扩散流均一定。在假定通过势垒区的电子流和空 穴流均保持不变的情况下，通过p-n结的总电流为通过p区 边界的电子扩散流与通过n区的空穴扩散流之和。

非平衡载流子注入：由于外加正向偏压作用，使得非平衡载流子进入半导体过程是非平衡载流子电注入

加反向偏压

势垒区电场增强，产生电子从p区向nn区以及空穴从n区到p区的净漂移电流，当这些少子被电场驱走后，内部少子补充，形成反向偏压的电子扩散电流和空穴扩散流，该情况少子抽取或吸出

pn结中总的反向电流等于势垒区边界附近少子扩散流的和，在反向偏压下，p-n结的电流较小并趋于不变。

理想pn结模型中电流电压方程（肖克莱）

结论

pn结具有单向导电性，正向偏压时，正向电流密度随正向偏压呈指数关系迅速增大，反向偏压，反向电流蜜豆是常量，与外加电压无关

正向导通

反向阻断

太阳电池工作原理

太阳电池的基本原理：在pn结开路的情况下，光生电流和正向
电流相等时，pn结两端建立起稳定的电势差Voc，（p区相对于n区是正的），即光电池的开路电压。如将pn结与外电路接通，只要光照不停止，就会有源源不断的电流通过电路，pn结起到电源作用。当将pn结两端通过外接电阻连接起来时，p区积累的空穴和n区积累的电子通过电阻的连接发生复合，pn结两端的正向电压相对降低，于是光生电流大于正向电流，二者之差即为流经外电路电阻的电流。此时，pn结两端的正向电压等于电阻两端的电压降。
当外接电阻为零时，即pn结处于短路，此时正向电压为零，流经pn结的电流达到最大（等于光生电流），称为短路电流ISC综上可知，太阳电池产生光生电流（光照下，少子在内建电场作用下越过空间电荷区产生的电流）包含如下两个主要过程：
 （1）吸收入射光子并产生电子-空穴对。电子-空穴对只
能由能量大于太阳电池禁带宽度的光子产生。 
 （2）少子在复合消失前运动到耗尽区的边界处，并在pn
结内建电场的作用下实现对光生载流子的分离收集。注意：在光激发下多数载流子浓度一般改变较小，而少数载流子浓度却变化很大，因此应主要研究光生少数载流子的运动。分离到P区的空穴只考虑扩散运动半导体光电器件产生光生电动势（或光生积累电荷）应
该满足以下两个条件： 
 （1）半导体材料对一定波长的入射光有足够大的光吸收系数，即要求入射光子的能量大于或等于半导体材料的带隙，使入射光子能被半导体吸收而激发出光生非平衡的电子空穴对。
 （ 2）具有光伏结构，即有一个内建电场所对应的势垒区，以分离两种光生非平衡载流子，在p区积累非平衡空穴，在n区积累非平衡电子，产生一个与平衡pn结内建电场相反的光生电场，建立光生电动势（或称光生电压）。

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太阳电池IV特性

pn结太阳电池工作时有三股电流

光生电流IL

正向电流IF

流经外电路负载的电流I

IL和IF都流经pn结内部，但方向相反

根据pn结整流方程，正向偏压下，通过pn结正向电流

I0是反向饱和电流，，V是光生电压

如光电池有负载电阻接成通路，则通过负载电流

光电池IV特性方程

太阳电池参数

描述太阳电池特性重要参数，短路电流ISC，开路电压VOC，填充因子 FF和转换效率η

a、短路电流：穿过电池的电压为零时流过电池的电流，或者 电池被短路时的电流，不改变内建场势垒，是电池能输出的最 大电流，等于光生电流，通常记作ISC。

短路电流大小决定因素

太阳能电池表面积，成正比

光子数量，，成正比

入射光的光谱，测量太阳能电池通常使用标准，，AM1.5

电池光学特性（吸收，反射，禁带宽度）

电池收集概率，主要取决于电池表面钝化和基区少子扩散长度，最重要参数是少子扩散长度和表面钝化

b、开路电压：在开路（即没有电流通过两极时）情况下太阳 电池两端的电压。

VOC取决太阳电池的反向饱和电流和短路电流。反向饱和电流I0（施加反向电压时产生的反向电流）主要取决于电池的复合效应，其大小可改变几个数量级。实验室测得的硅太阳能电池在AM1.5光谱下的最大开路电压能达到720mV，商业用太阳能电池通常为600mV。

（1）N区和P区的净掺杂浓度。掺杂浓度ND和NA越大，接触
电势差（或内建电势差）VD 越大，电池开路电压通常也越高。
（2）温度。温度越高，本征载流子浓度ni越大，VD 越小，电池的开路电压降低。

（3）半导体材料的禁带宽度Eg。禁带宽度越大，导致本 征载流子浓度越小， VD越大，开路电压越高。

（4）光照强度（单位面积上所接受可见光的光通量，简称 照度，单位勒克斯（Lux或lx），用于指示光照的强弱和物 体表面积被照明程度的量。光通量（luminous flux）指人眼 所能感觉到的辐射功率，单位W。）。当光生开路电压VOC 增大到Vmax=VD最大值时，PN结势垒消失。实际情况下， Vmax与禁带宽度相当。开路电压随光强按指数函数形式增加， 且光强较小时仍有一定的值

电池输出功率

电压U和I乘积是输出功率

填充因子，最大输出功率P与（VOCISC） 之比，

FF是衡量太阳电池输出特性好坏的重要指标之一，反映
了太阳电池的质量。对于开路电压VOC和短路电流ISC一定的
特性曲线来说，填充因子越大，伏安特性曲线越方，电池转
换效率越高。对于有合适效率的电池，该值应在0.70 -0.85范围之内。

能量转换效率η

电池最大输出电功率与入射光1功率之比，，是表征太阳电池性能最重要参数，取决于开路电压，短路电流和填充因子三个基本参量

硅太阳电池利用光能只有44%左右

电池表面反射，光生电子-空穴复合串并联电阻影响都会损失部分能量实际电池效率远小于理论极限效率

中间带材料要满足的要求：

1）中间带是孤立的，输出电压仍由母体半导体的带隙决定， 保证电池的效率；

2）中间带有电子填充，才能保证价带顶VB到中间带 IB 和 IB 到导带CB 的跃迁率同步；

3）中间带电子是非定域的，保证电子不发生非辐射复合

理想太阳电池等效电路

实际太阳电池等效电路

串联电阻

• 电池体电阻
• 前电极金属栅线接触电阻
• 栅线之间横向电流对应电阻
• 背电极的接触电阻和金属本身电阻

并联电阻

• pn结内部漏电流
• pn结边缘漏电流
• pn结局部短路

太阳电池中量子效率

量子效率QE（Quantum Efficiency）：或称光谱响应，或光电转化 效率（IPCE ）等，均是指单位时间内太阳能电池产生的电子-空穴对数目 与入射到太阳能电池表面的光子数目之比。

光导：是电子元器件电气连接 的载体）上导向前面板或者需要发光的位置的结构件

光导效应：若光子能量大于或等 于半导体材料的禁带宽度，就激发出电子-空穴对，使载流子浓度增加， 半导体的导电性增加，阻值降低，这种光电效应称光导效应

基于这种效 应的光电器件有光敏电阻

外量子效率

入射到 太阳电池表面波长λ的光子对外电路提供一个电子概率，反映的是对短路电流有贡献光生载流子密度与入射光子密度之比就是太阳电池电荷载流子数目与外部入射到太阳电池表面一定能量数目之比

内量子效率(Internal Quantum Efficiency, IQE)：被太阳电池 吸收的波长为 λ的光子能对外电路提供一个电子的概率，反映 的是对短路电流有贡献的光生载流子数与被电池吸收的光子数 之比，即太阳电池的电荷载流子数目与外部入射到太阳电池的 没有被反射回去的、没有透射过去的一定能量的光子数目之比。 即

R是电池半球反射率（地表在太阳辐射下，反射辐射通量与入射辐射通量比）T是电池半球透射率

内量子效率通常大于外量子效率

太阳电池效率的影响因素

宽Eg有利于Voc的提高，但使材料的吸收光谱变窄，降低载流子的激发，减少Isc。因此Eg太窄和太宽都会引起效率下降，必然存在优化的Eg值。Eg在0.8~1.6eV范围内有较高的效率输出。

2.少数载流子寿命影响

3.表面复合影响

寄生电阻影响

温度对IV特性影响

α、β是因材料而异的常数，Eg
(0)为绝对零度时的半导
体的带隙。
 温度上升带隙减小，拓宽了电池的光吸收范围，短路电
流有所提高，但使本征载流子浓度 ni 迅速增加，总的结果
是Voc明显降低，电池效率下降。

不同种类太阳电池光谱响应

光学性质的影响

1. ◎裸露的硅表面大约有30%的光被反射，减反射膜可以使这种反射损失减少 到约为10%。
2. ◎为了在太阳电池的p型侧和n型侧制造电极，通常在电池受光照的一侧制 造金属栅线，会遮掉5%~15%的入射光。
3. ◎如果电池不够厚，进入电池的一部分具有合适能量的光线将从电池背面直 接穿出去，这就确定了半导体材料所需最小厚

太阳电池特性测量

室外测量注意事项

1. 不要有阳光反射阴影
2. 测量主要项目是伏安特性，模块温度和日照强度
3. 按照国际标准
4. 修正后的伏安特性，计算出最大功率变换效率

方法一：通过用辐射强度计测定入射阳光的功率和测量电池 在最大功率点产生的电功率。

方法二：采用标定过的参考电池为基准

1. 在特定的范围内，参考电池和被测电池对不同波长的光的响 应（光谱响应）必须一致。 (
2. 在规定的限制范围内，用来做比较测试的光源光谱成分必须 接近标准光源的光谱成分。

四端测量法

测量太阳电池特性常用四点接触法（四探针测试法），使测试电池电压和 电流的导线保持相互分离，这就排除了测试导线本身的串联电阻及有关接触电 阻的影响。

被测电池的光谱响应也可以通过将电池输出与已标定过光谱响应的电池输 出直接比较而测得。最简单的方法是使用从单色仪或者让白光通过窄带光学滤 波器获得的稳态单色光源

提高警惕硅电池效率的方法

紫光电池：采用浅结（如0.1-0.15um），和密栅（如30条/cm），克服了“死层”，增加了电池的兰紫光响应，提高了电池的效率。

背电场电池

在常规电池nt/p或p/n的硅电池背面增加一层p或n层，即形成背电场，可以使电池性能提高，并且不受电阻率和一定范围内单晶片厚度变化的影响。

绒面电池

·采用选择性腐蚀溶液，使（100）硅片表面形成微小的金字塔型的小丘，小丘密度大约为108-109个/厘米2。·

依靠表面金字塔形的方锥结构，对光进行多次反射，不仅减少了反射损失，而且改变了光在硅中的前进方向，延长了光程，增加了光生载流子的产量；曲折的绒面又增加了p-n结面积，从而增加对光生载流子的收集率；并改善了电池的红光响应。

聚光电池

·通过聚光器，使大面积聚光器上接收到的太阳光会聚一个比较小的范围内，形成“焦斑”或“焦带”。位于
“焦斑”或“焦带”处的太阳电池可得到较多的光能，使每一片电池能输出更多的电能。
·需要配备一套包括：聚光器，散热器，跟踪器及机械传动机构等的聚光系统。

方块电阻：又称膜电阻，是用于间接表征薄膜膜层、玻璃镀膜膜层等样 品上的真空镀膜的热红外性能的测量值，该数值大小可直接换算为热红 外辐射率，单位为Siements/sq，后增加欧姆/sq表征方式，该单位直接 翻译为方块电阻或者面电阻

方块电阻的量纲是欧姆（Ω），一般用欧姆/方块或Ω/□表示。

表征膜层致密性，同时表征对 热红外光谱的透过能力。