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关于太阳电池的相关参数优化

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:对于多晶硅太阳电池效率已突破19.8%,技术先进产品的效率为15%~18%。非晶硅太阳电池多数采用PIN结构,有时还制成多层叠层式结构。非晶硅太阳电池大量生产的大面积产品的转换效率为10%~12%,小面积产品转换效率已提高到14.6%,叠层结构电池的最高效率为21%。这些太阳电池的结构与非晶硅电池相似。

关于太阳电池的相关参数优化

1.太阳电池芯片尺寸

规模化生产太阳电池的芯片尺寸分别为(103mm×103mm、125mm×125mm、156mm×156mm和210mm×210mm的方片。目前的主流仍是156mm×156mm,2007年将过渡到210mm×210mm为主流芯片。最近德国已推出了代表国际最先进的210mm×210mm硅片全自动生产设备。

太阳电池的芯片的厚度也愈来愈薄,从300μm→270μm→240μm→210μm→180μm,目前晶体硅片主要使用厚度为210~240μm。

2.太阳电池的芯片材料及转换效率

(1)晶体硅(单晶硅多晶硅)太阳电池 2004年晶体硅太阳电池占总量的84.6%,生产技术成熟,是光伏产业的主导产品,在光伏产业中占据着统治地位。对于高效单晶硅太阳电池,国际最高转换效率为24.7%,目前世界技术先进产品转换效率为19%~20%。对于多晶硅太阳电池效率已突破19.8%,技术先进产品的效率为15%~18%。(www.xing528.com)

(2)非晶体硅太阳电池 α-Si(非晶硅)太阳电池一般采用高频辉光使硅烷分解沉积而成。由于分解温度低(250~500℃),可在薄玻璃、陶瓷不锈钢塑料底片上沉积1μm厚的薄膜,巨易于大面积化。非晶硅太阳电池多数采用PIN结构,有时还制成多层叠层式结构。

非晶硅太阳电池大量生产的大面积产品的转换效率为10%~12%,小面积产品转换效率已提高到14.6%,叠层结构电池的最高效率为21%。

(3)砷化镓(GaAs)太阳电池 GaAs太阳电池多数采用液相外延法或MOCVD技术制备,GaAs太阳电池的效率可高达29.5%,一般在19.5%左右。产品具有耐高温和抗辐射特点,但生产成本较高,产量受限,主要用作空间电源。以硅片为衬底,用MOCVD方法制造GaAs/Si异质结太阳电池是降低成本很有希望的方法,最高效率为23.3%,GaAs叠层结构的太阳电池效率接近40%。

(4)其他化合物半导体太阳电池 这方面主要有CIS(铜钢硒)薄膜、CdTe(碲化镉)薄膜和InP(磷化钢)太阳电池等。这些太阳电池的结构与非晶硅电池相似。但CIS薄膜一般厚度为2~3μm,已达到的转换效率为17.7%。CdTe薄膜很适合于制作太阳电池,其理论转换效率达30%,目前国际先进水平转换效率为15.8%,多用于空间方面。

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