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高效晶硅光伏电池技术究竟是什么

发布时间:2019-08-15 17:39:05

  2015年6月,国家能源局、工信部、认监委三部委联合发布了《关于促进产品应用和产业升级的意见》(国能新能[2015]194号),明确国家将通过 领跑者 计划支持高效电池等先进技术产品应用;2015年11月17日,工信部公布《产业关键共性技术发展指南(2015年)》, 高效电池生产技术 被明确为优先发展的产业技术之一。何为 高效电池生产技术 ?这些技术如何实现光电转换效率提升?哪些企业掌握这些技术?这些技术产业化现状及前景如何?

  太阳电池的转换效率

  太阳电池的转换效率是电池输出电功率与入射光功率的比值。虽然太阳光包含了一个很宽的连续光谱范围,但不管是哪种材料的太阳电池,都只能吸收一定波段的太阳光,因此太阳电池不能将照射到电池表面全部的太阳光转换为电流,电池的最高转换效率不可能达到100%。实际上由于额外的损失,的效率很低,只有通过理解并尽量减少损失才能开发出效率足够高的电池。

  对于单晶硅硅太阳能电池,其转换效率的理论最高值是28%。目前,在实验室最佳的条件下制作的单晶硅太阳电池效率最高能达到25%,行业内量产的单晶硅太阳电池效率已达到19%以上,而量产的太阳电池效率则约为18%。

  晶体硅太阳能电池光电转换效率的影响因素

  对于晶体硅太阳电池来说,只有波长小于1.1 m的光才能使晶硅材料产生电子-空穴对,而其余波段的太阳光不能被电池利用,直接转变为热量。另外,电子-空穴对的复合、硅表面的光反射等都会影响电池的转换效率。

  总体来说,可将影响晶体硅太阳电池转换效率的因素总结为两大类:光学损失和电学损失。(1)光学损失,包括材料的非吸收损失(即硅材料的光谱响应特性)、硅表面的光反射损失以及前栅线电极的遮挡损失。(2)电学损失,包括半导体表面及体内的光生载流子(电子-空穴对)的复合损失、半导体与金属电极接触的欧姆损失。光学损失和电学损失中的欧姆接触损失非常容易理解,而光生载流子复合损失是什么呢?光生载流子的复合主要是由于高浓度的扩散层在电池前表面引入大量的复合中心,此外,当少数载流子的扩散长度与的厚度相当或超过硅片厚度时,电池背表面的复合速度对太阳能电池特性的影响也很明显。

  晶体硅太阳电池的转换效率损失

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