浅析太阳电池材料研究进展VIP免费

第1页共6页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共6页太阳电池材料研究进展太阳电池材料研究进展摘要：近年来，太阳能电池的研究得到突飞猛进的发展，显然，这是新材料和新器件结构的涌出以及器件机理研究深入的共同结果。本文讨论了有关利用Ⅲ一V族化合物材料制备多结太阳电池和基于有机薄膜的太阳能电池材料与器件的研究进展。介绍了多结太阳能的基本工作原理，叠层材料的带隙选择和晶格匹第2页共6页第1页共6页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共6页配以及解决晶格匹配问题的一些方法。另外，对于有机薄膜太阳能电池材料，介绍了其基本工作原理，性能优越性以及研究者对未来发展前景的展望。关键词：Ⅲ一V族化合物；多结太阳电池；晶格失配；有机薄膜；光伏Abstract:Inrecentyears,solarcellsdeveloprapidly.Obviously,itisresultfromthedepthresearchofthenewmaterialsandnewdevicestructureandemissionmechanismofthedevice.ThisarticlediscussedtheuseofⅢ—Vcompoundmulti-junctionsolarcellmaterialsandpreparationofthinfilmsolarcellsbasedonorganicmaterialsanddeviceresearchprogress.Multi-junctionsolarintroducedthebasicworkingprincipleofthebandgapoflaminatedmaterialselectionandthelatticematchingandlatticematchingtosolvesomeoftheways.Inaddition,organicthin-filmsolarcellmaterials,describesitsbasicworkingprinciples,performanceadvantagesandresearchersontheoutlookforfuturedevelopment.Keyword:Ⅲ-Vcompound，Multi-junctionsolarcells，Latticemismatch，Organicthinfilm，PV引言：太阳能电池是将光能(太阳光能)转换为电能的器件,是一种光伏器件,于1954年在贝尔实验室首次发现。开始的研究主要集中于以单晶硅为活性材料的无机太阳能电池,当时贝尔实验室报道的器件效率为4%。无机太阳能电池通常是基于p-n结结构：p区存在过剩空穴,n区存在过剩电子,在p-n结附近,由于p型和n型的突变而形成内建电场。材料吸收光后产生的电子空穴对,通过扩散,达到p-n结界面,在内建电场作用下分开,并分别向2个电极移动,形成光伏。Ⅲ一V族化合物多结太阳电池，一直都是太阳电池发展的热点方向。一方面，Ⅲ一V族化合物多结太阳电池的实验室效率在大气质量已经突破40%(AMl.5)[1,2]的纪录，并仍在不断刷新；另一方面，以GaAs基电池为代表的一批Ⅲ一V族化合物太阳电池，已经广泛应用于宇航系统的能源供应，打开了Ⅲ一V族化合物多结太阳电池的应用空间。而有机物是最为廉价和最具吸引力的太阳能电池材料：一方面由于有机材料合成成本低、功能易于调制、柔韧性及成膜第3页共6页第2页共6页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共6页性都较好；另一方面由于有机太阳能电池加工过程相对简单,可低温操作,器件制作成本也较低.除此之外,有机太阳能电池的潜在优势还包括：可实现大面积制造、可使用柔性衬底、环境友好、轻便易携等。因而有望在手表、便携式计算器、半透光式充电器、玩具、柔性可卷曲系统等体系中发挥供电作用。一．Ⅲ一V族材料制备多结太阳电池1.多结电池结构半导体材料只能吸收能量大于其带隙的入射光子，并且每吸收一个光子最多只能放出一对电子一空穴对。也就是说，对于能量小于其带隙的入射光子，半导体材料是“透明”的；对于能量远大于其带隙的一个入射光子，半导体材料将其吸收后，也只能放出一对电子—空穴对。多余的能量会以声子辐射的方式转换为晶格振动的热能，造成能量损失。太阳辐射光谱在0.15～4cm的波长范围内均有着较强的分布，要想在这样宽的波长范围内尽可能多地吸收太阳辐射能量，并将其转化为电能而不是晶格振动的热能，仅仅采用单一禁带宽度的单结电池是难以实现的。M．Wolfc[3]先后提出了多结太阳电池的概念。将禁带宽度不同、能够吸收不同波长区间太阳辐射能量的单结太阳电池堆叠起来，形成叠层结构。这样构成的多结太阳电池，不仅能够扩大电池对太阳辐射光谱波长的利用范围，而且还提高了单位波长区间内的光电转换效率，是太阳电池设计理念...