当用紫外光照射金属表面时,会发生光电效应。
正如爱因斯坦所解释的那样,由于入射光的光子能量大于电子的结合能,因此产生自由电子。
太阳能电池的功能是将太阳光转换成电压和电流,这是光电转换。
光伏效应比光电效应更有效。
因为在发生光伏效应的太阳能电池中,两个相反极性的半导体形成p-n结,形成内置电场,该电场将电子驱动到电路中以在电路中形成电压和电流。
P-n结由两个极性相反的半导体组成。
n型半导体是P掺杂的Si晶体,易于产生电子并且是供体材料。
p型半导体是B掺杂的Si晶体,易于获得电子并且是受主材料。
当它们独立存在时,它们都是电中性的。
当两个半导体连接在一起时,电子从n型半导体扩散到p型半导体。
在p型半导体的边界附近形成负电荷区,并且在n型半导体的边界附近形成正电荷区。
发生从n型半导体到p型半导体的内置电场。
扩散到p型半导体中的部分电子在内置电场的作用下漂移到n型半导体,并且最终p-n结中的电子的扩散和漂移达到热平衡。
当太阳光照射到Pn结时,如果光子能量hv超过带隙的能量阈值,则电子吸收hv,进入导带,价带电子进入导带,在价带中留下一个空穴。
电子 - 空穴对。
P-n结中的电子扩散形成内置电场。
因此,无论在n型半导体中还是在p型半导体中产生光生电子,它们都沿着内置场方向进入n型半导体。
因此,由光伏效应形成的光生电场削弱了内建电场,并且光生电场和内建电场达到平衡,从而形成稳定的光生电流。
被激发的电子通过与n型半导体连接的负极进入电路。
在重复电路中的负载之后,它返回到p型半导体链路的正电极,并且价带中的电子和空穴重新组合,完成整体。
光伏效应的过程。
柔性太阳能电池通常具有以下类型:无机柔性太阳能电池,有机柔性太阳能电池和染料敏化柔性太阳能电池。
无机柔性太阳能电池包括非晶硅柔性太阳能电池和铜铟镓硒柔性太阳能电池。
2002年,美国加利福尼亚大学的科学家们开发出一种使用纳米技术和聚合物的柔性太阳能电池。
整个电池就像一个三明治。
两侧的电极夹在几百纳米厚的有机薄膜之间。
最重要的是硒化镉纳米棒。
这些纳米棒在用特定波长的光照射后可以产生电子。
孔对,导致电位差。
这种电池将1.9%的太阳能转化为电能。
日本夏普公司于2004年开发了一种薄纸状太阳能电池。
这种新型太阳能电池的尺寸与两张名片一样大,200微米厚,重约1克,发电量为2.6瓦。
另一个优点是光电转换效率非常高,达到28.5%。
日本佳能的研究人员去年发明了一种由新材料制成的柔性太阳能电池板。
其特征在于,由树脂封装的非晶硅用作主要光电转换层,以铺设在由柔性材料制成的基板上。
2005年7月,韩国电子和电信研究所的太阳能电池研究小组开发出世界上最有效的柔性太阳能电池原型。
这种柔性太阳能电池的成本非常低,并且将太阳能转换成电能的性能是传统硅基太阳能电池的两倍。
据报道,这种太阳能电池只有0.4毫米厚。
美国爱荷华州薄膜公司使用柔性太阳能电池制造技术生产PowerFilm光伏系列,该系列允许半导体层(非晶硅)沉积在薄如纸的耐用,柔韧的聚合物基板上,以实现压接制造处理。
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爱荷华薄膜声称他们的产品高度集成,重量轻,成本低,并且相信他们的技术是“变革性的”。
根据Solarbuzz的数据,2004年全球太阳能设备市场达到927兆瓦,比2003年增长62%。
全球太阳能电池产量达到1,146兆瓦,日本占48%,美国占11%。
他们还预测,2010年全球太阳能电池产量将达到32亿瓦。
只要光电转换率达到应用水平,柔性太阳能电池就具有非常广阔的市场前景。