提高太阳能电池转换效率的关键技术

1目录1.绪论11.1课题研究背景11.2太阳能的特点及优势11.3太阳能电池的分类和研究进展21.3.1按材料分类31.3.2按形态结构分类71.4本文研究的主要内容82.太阳能电池根本知识9赵2株.龄1细太养阳能烤电池非原理预及结四构奇9糊2旋.喇1蓄.1桶太甩阳能妇电池耍根本诱原理倍9监2挨.谱1森.俊2具太怕阳能鞠电池献根本鹿结构泡10壮2方.不2宪太贿阳能气电池延主要晕特性租11弟2厉.抱2挥.参1励光否谱响豪应特赵性蔽11精2菌.却2缺.栋2评伏症安特恒性耍12妖2撒.川2谣.小3貌温烦度特王性良13婆2息.赌2颜.六4络太添阳能渣电池竹主要卸参数价14所2驾.常3努太蹄阳能办电池奶等效涨电路患和效齐率分辟析戴15尘2咳.芦3变.算1急太彻阳能迁电池颈等效们电路缘15胀2橡.骡3哨.2销影拜响太呈阳能卡电池最转换狼效率再的因档素仰17河2壁.兽3阻.3必提凑高太哨阳能疲电池少转换棍效率痰的各狂种技滴术窗18琴2信.迹4芦本路章小荣结厨22息3找.未聚光满高效佛太阳虽能电送池研共究子23缺3切.旱1招聚奉光光例伏技邪术的辟开展董23谈3税.遥2然各星种聚练光太恨阳能谣电池尽23疫3性.淘2税.猴1躬平草面结陕聚光例硅太貌阳能水电池胡24谦3扰.要2瓜.特2恩垂废直结苦聚光必硅太胁阳能都电池夸24冰3特.严2荒.辱3袭聚涝光砷校化镓块太阳浸能电拥池候27岔3办.仗3倘各复种聚饼光器钢在太悼阳能据电池虽中的法应用梢28热3羽.汽4姐本吐章小拆结岂29从4件.连菲涅盲尔透最镜太汁阳能寇聚光央器研腔究攀30蓬4蔑.歌1赚菲性涅尔扰透镜德原理辟及特扒点禽30阿4狂.逃1位.石1肿菲住涅尔洁透镜报的光第学原撕理峰30晶4甚.具1男.肯2解菲的涅尔浩透镜牺的特虏点及笋影响涉因素吹32让4.月2薯用枣于聚委光太狭阳能抗电池缠的柱漫面菲妙涅尔朱透镜夫33转4钉.牌2疮.1搅线海聚焦赞透镜拦的光泊学效富率分坊析蓝33驾4坐.夏2明.脉2无柱宣面菲龟涅尔幅透镜蓬34汪4具.3匠本申章小讯结胞38描5.缝总膏结绳39组参考惯文献围：匪40艺致谢炭 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半短导体舌的交边界面竖区域轧里会蒸形成胁一个今特殊蜻的薄周层，童界面矮的隐P破型一戚侧带值负电鉴，碍N彼型一裁侧带干正电祖。这舅是由芒于瓜P涌型半谜导体稳多空恩穴，勉N映型半塞导体支多自桃由电闪子，之出现柳了浓足度差薯。单N邪区的救电子月会扩航散到肆P文区，奉P攻区的棉空穴堤会扩堆散到研N伍区，现一旦曾扩散撇就形企成了捉一个敏由凶N伴指向逆P淋的薯“己内建堵电场歉〞左，从锐而阻咳止扩肿散进姨行。择到达恒平衡禾后，湖就形柄成了计一个袭特殊稍的薄晨层，叉这个故薄层垄叫做骂耗尽看层，桃即空箭间电涨荷区墙。太修阳能属电池喂就跟层半导寨体的芬这种烂结构须有关捷。盈2索.叼1东.1尘然太阳狭能电现池基窝本原侨理谋图2竟.1减广太阳躬能电框池发新电原浑理锐当威有适狭当波锈长的卷光照衬射到皆p-驰n结膜上后副，由酿于光岩伏效锯应而衫在势渠垒区嫩两边夹产生油了电海动势旁。如狗图2速.1匹，设艳入射亭光垂遍直p奴-n默结结撤面。柜如果茄结较挂浅，痰光子盖将进逆入p秤-n计结结饺区，弄甚至杀更深经入到薄半导扮体内盘部。爬能量趴大于昏禁带预宽度劫的光数子，辞由本谱征吸搭收在口结的圈两边析产生石电子素-空拆穴对铅。在校光激粱发下庆多数同载流详子浓君度一愉般改角变较甩小，劈而少愉数载夫流子非浓度诞却变递化很汇大，锹因此半主要协分析慨光生草少数票载流蜂子的耳运动哈。亩p慌-n辈结两道边的纠光生训少数胶载流怪子受朴结势亲垒区利内存侦在的刑较强惑内建露电场宇(自伯n区任指向编p区地)的绩作用吩，各礼自向雾相反兽方向驰运动此；p融区的锐电子恶穿过圣p-戚n结烈进入底n区组；n哭区的慎空穴预进入舱p区灵，使丈p端汉电势炒升高杯，n塌端电秋势降攀低，辱于是遗在p拦-n剃结两诞端形落成了捞光生为电动累势，挎这就梦是p胜-n清结的沾光生衰伏特疮效应洪。由塘于光记照在碗p-召n结依两端跑产生饺光生雅电动荷势，胳相当菠于在筒p-镇n结诱两端耗加正吹向电撤压诵，产铃生正披向电加流薄。袭在学p-咳n结圾开路竿的情唱况下疾，光祸生电径流和留正向求电流北相等学时，消p-悔n结惊两端术建立默起稳灾定的免电动臭势茂〔p构区相负对于展n区纹是正塘的〕堤，即岁光电兰池的颠开路肝电压帅。如撇将p丘-n止结与雨电路饲接通荡源，顾只要挡光照抛不停状止，羞就会哭有源犁源不定断的面电流某通过罪电路厕，网p苍-n戴结起惨了电确源的某作用馋。这亮就是增光电陈池的申根本器原理涌。驾2仅.头1铁.捧2猎旱太阳衣能电蝶池基辟本结富构忽典型府的太赶阳能种电池掩的结熟构如销图筋2青.2念所示着。硅段的沟PN咸接合既处，杯被夹庭在上富、下蜻两个谨金属奇接触身层之什间。触上金喝属接飞触层沿是栅轻格状伍的，驼以容拦许光铺线射瓦到纷PN反接合雕之上王。羡PN喷接合枝的项贩部有棒一层脑防反蜻射薄勒层．诱以减傅少从同光亮再的硅享外表衔反射丧出来贝的光亏线。段这就帮是太凭阳能础板的拥外表贵看起局来肌很暗桌淡的趟原因劲。旋图案2两.2沈义太阳克能电遵池结米构图暴2泽.树2玻垂太阳锦能电喊池主淡要特践性冻复否太阳昨能电持池的歪特性社可大工致分酱为：爷光伏右器件血特性线，如价光谱锈特性毅、照稠度特问性，领半导娃体器态件特征性，播如输鬼出特谱性、惭温度缸特性衔、二毁极管冬特性劳等。装太阳萄能电熄池的延输出睡特性畜通常顶是指劲伏安板特性赵曲线宵(卖包括式开路赛电压打、短浓路电无流、桐填充始因子掠)纵。未预毒以下地就太特阳能像电池责的光德谱响肌应特封性、圾伏安硬特性洗、温蒙度特突性及根主要甲参数朴作简您单介阁绍。太2限.辞2纪.办1窑首光谱剑响应籍特性托光谱怨响应搭表示模不同甲波长壳的光凉子产铺生电禽子-开空穴雀对的姓能力壤。也色就是叉说，阳在阳言光照允射激刑发作骨用下榆，太季阳能母电池别所收迈集到无的光么生电斗流与香到电槐池表悠面上多的入烫射波界长有剑着直绍接的悄关系金。光王谱特侨性的农测量也是用床一定线强度给的单手色光环照射肆太阳泪能电控池，貌测量蠢此时恋的短片路电竞流颂I撑sc承；然词后依立次改监变单湿色光番的波市长，荒再重身新测殃量电驳流。蚀光谱限响应逃曲线谋有时倡候称道为量充子效弃率增(闸外量秀子效蹦率知)跨曲线息，也振可以痛用收挤集效没率蜻(士内量殃子效由率惩)池曲线晋来表围示。逐二者烟并不谜一致疑，一刷般来金说，传量子伪效率苦(语外量介子效驱率替)料是指散入射规多少翁光子历产生铅多少净电子笔的比罚率，付即入抬射到鼠电池形上的蝶每个甚光子绣产生弹的电匀子-遗空穴鼻对或毙少数童载流丑子的彻数目尤，而弟收集晌效率堪(怎内量讯子效悔率传)茎是指段吸收错多少带光子吐产生寒多少鉴电子瞧的比脉率，窗即在建电池跃中被井吸收镇的每蛇个光懒子产嗽生的浮电子项空穴买对或戏少数剖载流伯子的首数目芬。能歪量转战换效滤率是毙输入嫁多少栋的光辟能够喊产生非多少隔电能榜的比赛率数侍。由直于入孙射的告光子干不一载定都塘被吸昆收，汪产生脖的电修子不灯一定阳都产陶生电撞能，己因此柄一般逃而言决，内怖量子艇效率释最高界，而见能量场转换螺效率且最低票，但散它们攀都是渗可以查测量廉或计次算的顿。在哭太阳南能电宽池中跃，只禽有那陷些能软量大风于其演材料叙禁带五宽度档的光瞧子才竹能在堆被吸悲收时外产生附电子稍-空寺穴对颜，而旗那些涝能量蔽小于累禁带饱宽度剃的光眯子即析使被袍吸收寸也不抚能产朝生电宽子-半空穴戚对困(罢它们贴只是块使材谱料变殖热性)掘。这仁就是梯说，盼材料芳对光哗的吸苦收存怪在一威个截宁止频稻率〔利长波悬限〕先。并缝且当驴禁带纳宽度煤增加宋时，割被材肾料吸访收的打总太冷阳能柿就越乳来越血少。妈膛先对太恶阳辐营射光陡线来吩说，丑能得钩到最幻好工毁作性伍能的纪半导领体材精料，植其截粮止波欢长应以在0霉.8蒸以上略，包娘括从式红色傍到紫歼色全棋部可赠见光属。每篇种太供阳能融电池欣对太打阳光慈线都微有其新自己辫的光摇谱响题应曲咽线，可它表搭示电限池对借不同忙波长盾的光劫的灵您敏度洪(浑光电隆转换具能力相)食。太处阳能携电池仓的光赶谱响屋应特剑性在馅很大过程度告上依拜赖于盾太阳欧能电蛇池的醋设计浪、结玩构、终材料稿的特怪性、波结的牧深度锅和光烂学涂全层。胁使用殖滤光沟膜和晚玻璃器盖片折可以献进一趴步改斜善光揉谱响编应。袄太阳进能电录池的堡光谱秆响应触随着项温度捆和辐踏照度棍损失热而变穷化。拾2混.接2都.肿2命旦伏安挠特性盆另电太阳韵能电叔池在谜短路海条件膝下的拖工作涌电流纪称为舟短路宁光电铃流〔驻〕礼，短锄路光蜘电流足等于角光子千转换姓成电丢子-李空穴伪对的悔绝对棕数量根。此庄时，杯电池挪输出煌的电牙压为迟零。在太阳裹能电罪池在华开路猜条件遍下的握输出梯电压御称为础开路惩光电屋压处(港)，脊此时横，电布池的奇输出铅电流乳为零址。具离有也PN箱结的心太阳目能电虑池在姐不受宾光照此时，员相当木于一第个二红极管挠，外本加电丑压和罩电流含的关搬系曲浸线叫护作光去电池肌的暗导特性坑曲线望，如受图弓2慨.3胃中所救示的蜘曲线渗。在律一定捐的光工照下漂，可仍以得嚷出端副电压练和电酿路中躲通过绵负载已的工搜作电溉流的贡关系涉曲线雄，叫昼作光币电池洞的伏厌安特偿性曲批线，马如图滥2包.3旧所示补的墓曲线获。其车中，丸表示化最大钩功率片点电涨压，盘表示嫂最大练功率纷点电服流，雁为最察大功冶率点讲功率乐，表者示为傲：继。在歇一定该的日盆照强唱度和膝温度医下，扁太阳苏能电悉池有惑唯一哑的最纱大输叨出功投率点蓄，太创阳能震电池辽只有斥工作浩在最新大功前率点扶才会尺使其惯输出修的功刮率最皂大。职图狗2.毒3核太肢阳能项电池分在无风光照搁和光旋照下数的电唯流-虏电压摔曲线舱在一脊定的济光照熊下，沫光生兴电流乡I哄L鉴是一岗个常趁量。市这两赶条曲捷线在查第四魂象限米所包请围的派区域语就是返太阳搂能电态池的颗输出庭功率细区域佩。把漫曲线虽上下裕翻转猎，平绸移坐雹标轴葵位置旗，即另可以载得到龙通常史使用烂的伏篇安特边性曲挂线，汽如图葬2孔.4恶所示轿。曲削线在刮I绍轴上矛的截协距为卫短路矛电流绘，在盘V它轴上女的截钥距为袋开路懒电压哥。图纳2恼.4扁中的件虚线肉表示言在一貌定的坟负载倘电阻辜时的袜关系给，称受为负林载线甘。负犬载电洋阻愿R丛为某弊一值扔时的肉直线邻与特纯性曲车线的遮交点扰坐标尸为使暂用这萍个负楼载电导阻时养的端修电压裁V味和电铺流较I泉。举图岁2孝.4洞太躲阳能破电池胀的伏牧安特同性曲柜线愈2诞.瓣2衫.嫂3诸赛温度搬特性邪狐继太阳矮能电泄池的骆开路蛮电压森随着悄温度益的上给升而慨下降壳，大摘体上念温度驶每上扑升取1恭℃柴，电槽压下神降突2朱-扯2店.广3莲；短圣路电臭流剑那么随隔着温盼度的尽上升饲而微胖微地斑上升防；电脏池的鹿输出陶功率布P另那么随凉着温牺度的重上升典而下饰降，能每升垃高欺1日℃士，约民损失盖0洞.滤35挺％-号0见.词45俘％。搞温度渐对太没阳能朵电池茎的影晋响：妖载流允子的屠扩散裕系数岭随温晋度的跃增高萌而增旦大，挡所以致少数识载流细子的纵扩散叶长度薄也随知着温晴度的习升高销稍有散增大聋，因振此，音光生仆电流蹲也随规着温金度的琴升高似有所只提高弄。但雅是暂I常随温敢度的诉升高尖指数阔增大丰，而榨随温奖度的村升高临急剧艘下降圾。当牙温度秘升高锤时，俯I-璃U供曲线往形状扫改变侍，填亿充因牌子下火降，鞠故转讽换效晕率随舱温度弄的增纹加而截降低给。图询2厘.5锻和图箭2套.6冻是太行阳能郊电池疑在相因同日略照下肢不同捡温度厅的输汤出特遭性曲口线和燕常温贵下不爆同日超照的坛输出针特性翁曲线悠。僵图彼2句.5远不同朱温度总下的舌输出疼特性冠曲线压图迟2伟.6占不同执日照恨下的处输出相特性这曲线扣由特铅性曲弟线可唉知，骡效率垄随着斜照度压的上娇升而飘上升滑，因梁此可愁以通朽过提耽高电辞池单反位面土积上弱的照屡度来纵提高妄电池平效率银，即撑使用滋聚光记技术孝。效俗率又馆随着式温度笛的上在升而撑下降懒，即蕉太阳嘴能电膜池转厕换率跪具有守负的谅温度零系数上。所捎以在悔应用余时，垄如果惨使用宁聚光泄器，惧那么聚宽光器丝的聚诵光倍汇数不绑能过但大，洗以免沟造成壳结温摘过高喝使电弦池转蝶换率河下降沾甚至那么损害冒电池假设。此赢外，带在聚寄光电范池系僻统中墓应加汪有相皱应的颠电池品冷却扫装置英。鹊2圈.艰2医.洞4峰陪太阳脑能电骡池主藏要参晌数哑毛医不管修是一砍般的幻化学晃电池恰还是余太阳励能电尽池，您其输哭出特尘性一径般都搁是用碌如图丰2镜.3内所示胡的伏腹安特今性曲库线来季表示佳，短够路电幕流唱，开以路电耍压姐，最雨大输触出功绵率重是它物的主冲要输舟出参锡数。贫转换书效率鼓和填委充因代子稠是衡刺量电红池品码质的典主要探参数裹。何(1伞)光掌伏电芹池的村光电健转换忧效率候是指边电池较受光驱照时曲的最福大输软出功钻率僵与照垃射到程电池饶上的慰入射星光的咳功率烧的比拿值，牵用式线子表和示为津：数圾旱姻祖袜榜房千化睬(嫌2.袖1)收式中梁，困和塌分别蜘为光站伏阵宅列最拔大电乓流吼(A裹)陆和最摘大电乳压寿(V逢)祥。厨光伏帽电池孝的光握电转罗换效园率是钻衡量印电池勇质量荡和技沫术水未平的狗重要蠢参数桃，它旧与电容池的欣结构芦、结绘构特想性、患材料封特性嚷、工毫作温做度和求环境编温度生变化用等有祝关。馋在温悦度恒饭定的及情况款下，夫电池壁的转杏换效秆率会蝶随光显强的迟增加扮而增连加。矿对于赚一个轮给定范的功夏率输滔出，野电池伞的转托换效领率决跌定了栽所需坚的电弹池板致的数称量，珠所以振电池勤到达展尽可羞能高油的转表换效转率是歌极其调重要统的。只而这刻个结堆论就配为提胞高转巾换效还率提看供了环一种缎途径宝：可烫以通醉过加扮装聚削光器扒来加础强光固照强堆度，萌从而神减少抹光伏博电池资的使幻用，智降低把光伏蚁发电渣的成还本。伐(2奔)厘填充带因子嘱又称果曲线糠因子时，即鞭光伏津电池瓜最大建功率轿与开矮路电丸压衣V骡oc拐携和短毕路电底流造I夏sc葱乘积呈的比特值，巡用符边号响FF俊表示销：抚峡摩陷仿南州愁闪哲塘抢愁外泼蜻(衰2.敬2)压填充蝴因子曲是评丈价光还伏电戒池性丈能优桶劣的兼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