太阳能光伏电池及其应用幻灯片.ppt

太阳能光伏电池及其应用2023/4/81第1页，共49页，编辑于2022年，星期五 二、课程简介二、课程简介 本书对有关太阳能电池及太阳能发电系统的世界最新技术本书对有关太阳能电池及太阳能发电系统的世界最新技术进行了综述。各章各节的执笔者都选自日本的杰出专家，由进行了综述。各章各节的执笔者都选自日本的杰出专家，由他们介绍尖端技术的现状。具体内容包括太阳能电池的原理他们介绍尖端技术的现状。具体内容包括太阳能电池的原理及装置物性、单晶硅太阳能电池和太阳能电池模板、非晶硅及装置物性、单晶硅太阳能电池和太阳能电池模板、非晶硅及微晶硅薄膜太阳能电池、及微晶硅薄膜太阳能电池、CISCIS以及以及CIGSCIGS系太阳能电池、色系太阳能电池、色素增感型太阳能电池等。该书可供各大专院校作为教材素增感型太阳能电池等。该书可供各大专院校作为教材使用，也可供从事相关工作的人员作为参考用书使用。使用，也可供从事相关工作的人员作为参考用书使用。2023/4/82第2页，共49页，编辑于2022年，星期五1总论总论 2太阳能电池的原理及装置物性太阳能电池的原理及装置物性 3单晶硅太阳能电池和太阳能电池模板单晶硅太阳能电池和太阳能电池模板 4多晶硅太阳能电池多晶硅太阳能电池 5非晶硅及微晶硅薄膜太阳能电池非晶硅及微晶硅薄膜太阳能电池 6CIS以及以及CIGS系太阳能电池系太阳能电池 7-族太阳能电池族太阳能电池2023/4/83第3页，共49页，编辑于2022年，星期五 8色素增感型太阳能电池色素增感型太阳能电池 9太阳能电池在日常生活中的应用太阳能电池在日常生活中的应用 10住宅用太阳光发电系统住宅用太阳光发电系统 11楼房用太阳光发电模板及其系统楼房用太阳光发电模板及其系统 12空间太阳光发电所空间太阳光发电所 13太阳光发电的展望太阳光发电的展望2023/4/84第4页，共49页，编辑于2022年，星期五第一章第一章总总论论1.11.1引言引言1.21.2能源革命与文明的进步能源革命与文明的进步1.31.3能量的需求预测与能源资源能量的需求预测与能源资源1.41.43E3E的三重矛盾与解决策略的三重矛盾与解决策略1.51.5太阳能的质和量太阳能的质和量1.61.6太阳能发电的独特特点太阳能发电的独特特点2023/4/85第5页，共49页，编辑于2022年，星期五一、填空一、填空1.人们生活所必需的能源可分为人们生活所必需的能源可分为及及两部门。两部门。2.目目前前，占占现现有有一一次次能能源源45%的的电电力力能能源源包包括括和和。人人类类 文文 明明 的的 进进 步步 与与 人人 类类 社社 会会 工工 业业 化化、近近 代代 化化 的的 变变 迁迁，都都 称称 为为 和变迁。和变迁。3、人人 们们 生生 活活 所所 需需 的的 能能 源源 可可 发发 分分 为为 维维 持持 个个 人人 生生 命命 的的 和和、及生产活动中使用的生活能源两部分。及生产活动中使用的生活能源两部分。4、伴随着能源工业化的进展，人们选择更方便、更经济性的能伴随着能源工业化的进展，人们选择更方便、更经济性的能源形态，也就是说，这一技术革新也是基于源形态，也就是说，这一技术革新也是基于而而产生的。产生的。第一章2023/4/86第6页，共49页，编辑于2022年，星期五5、不同于化石能源的消费的原子能发电，称之为不同于化石能源的消费的原子能发电，称之为的的太阳能发电、风力发电的应用。太阳能发电、风力发电的应用。6、在化学能源枯竭之前找到在化学能源枯竭之前找到的替代能源。的替代能源。7、3E三重矛盾是在三重矛盾是在发展的过程中，伴随着发展的过程中，伴随着的消费，以的消费，以化石能源为主体的资源需求结构会造成对化石能源为主体的资源需求结构会造成对的破坏。的破坏。8、到达地球表面的太阳能，是通过几乎接近真空的宇宙空间，以到达地球表面的太阳能，是通过几乎接近真空的宇宙空间，以的形式辐射过来。的形式辐射过来。9、太阳能到达地球的总辐射能量应该是太阳能到达地球的总辐射能量应该是与与的乘积。的乘积。10、太阳能电池的转换效率几乎是太阳能电池的转换效率几乎是的，与其所利用的装置规的，与其所利用的装置规模与模与无关。无关。11、光发电是对光发电是对有在效利用。有在效利用。第一章2023/4/87第7页，共49页，编辑于2022年，星期五第一章二、问答题二、问答题：1.什么是什么是3E矛盾？矛盾？2.人们生活所必需的能源的组成有哪几部分？人们生活所必需的能源的组成有哪几部分？3.什么是生态发电？生态发电的重要意义是什么？什么是生态发电？生态发电的重要意义是什么？4.什么叫太阳常数？什么叫太阳常数？5.太阳能发电的优点？太阳能发电的优点？2023/4/88第8页，共49页，编辑于2022年，星期五2.12.1引言引言2.22.2半导体的光吸收和光传导效率半导体的光吸收和光传导效率2.32.3半导体的光电效应半导体的光电效应2.42.4太阳能电池的原理及能量转换效率太阳能电池的原理及能量转换效率2.52.5理论极限效率和太阳能电池的损失理论极限效率和太阳能电池的损失2.62.6高效率化技术及其装置物性高效率化技术及其装置物性第二章第二章太阳能电池的原理及装置物性太阳能电池的原理及装置物性2023/4/89第9页，共49页，编辑于2022年，星期五一、填空一、填空1、光光和和物物质质的的相相互互作作用用有有、等等现现象象。引引起起这这些些现现象象的的本本质质过过程程，可可以以理理解解为为物物质质内内存存在在的的和和之间的相互作用。之间的相互作用。2、光光引引起起的的电电子子跃跃迁迁门门槛槛值值所所需需的的能能量量，是是由由原原子子规规则则排排列列产生的结晶结构中的产生的结晶结构中的所决定的。所决定的。3、迁迁移移前前后后电电子子动动量量不不发发生生变变化化，垂垂直直移移动动叫叫;而而在在跃跃迁迁前前后后动动量量变变化化时时，所所表表示示的的结结晶晶空空穴穴振振动动能能量量的的移移出出、移移入入、称称为为。4、半半导导体体的的界界面面或或表表面面被被产产生生载载流流子子后后，生生成成的的和和由由于于载载流流子子的的作作用用向向的的方方向向漂漂移移，引引起起极极化化，从从而而产产生了因光照射引起的生了因光照射引起的。第二章2023/4/810第10页，共49页，编辑于2022年，星期五5、太阳能电池由于要接收太阳能电池由于要接收，所以具有很大面，所以具有很大面积的积的PN结二极管，引起光电效应必要的结二极管，引起光电效应必要的，就，就是利用了是利用了PN结的结的。6、太太阳阳能能电电池池的的能能量量转转换换效效率率是是从从太太阳阳能能电电池池的的端端子子的的电电力力能能力与力与的太阳能辐射光能量的比。的太阳能辐射光能量的比。7、以以标标称称效效率率为为基基础础，用用于于计计算算太太阳阳能能电电池池的的输输出出测测定定法法，可以求得实用太阳能电池的可以求得实用太阳能电池的。8、光电流与光电流与有关系，与所加的有关系，与所加的无关，是一个无关，是一个值。值。9、太阳能电池的输入光与太阳能电池的输入光与有相关性。有相关性。10、太太阳阳能能电电池池处处于于开开路路状状态态，与与辐辐射射光光强强度度相相对对应应会会产产生生一一个电压，此时的电压称为个电压，此时的电压称为。11、是表示太阳能电当好坏的重要指标。是表示太阳能电当好坏的重要指标。第二章2023/4/811第11页，共49页，编辑于2022年，星期五12、结晶硅的理论极限为结晶硅的理论极限为，其研究阶段为，其研究阶段为，大量生产规模为大量生产规模为。13、存在具有最低禁带宽度存在具有最低禁带宽度的的H-QVOC的损失，的损失，此损失叫做此损失叫做。13、目前实用化的太阳能电池中目前实用化的太阳能电池中98使用的是使用的是。14、为为了了发发挥挥太太阳阳能能转转换换因因子子的的作作用用，将将光光生生成成的的有有效效输输出出到到的电极配置的设计也是重要的因素，这就是的电极配置的设计也是重要的因素，这就是D。15、利用两种半导体的异质结串联太阳能电池，称为利用两种半导体的异质结串联太阳能电池，称为。16.光的吸收系数光的吸收系数a被定义为被定义为。17.决定半导体光学特性最重要是波段是决定半导体光学特性最重要是波段是到到范围。范围。18.标标称称效效率率：太太阳阳光光线线通通过过的的空空气气气气量量条条件件为为，输输入入光光的的功功率为率为，在负荷变化的最大电力输出与其的比值。，在负荷变化的最大电力输出与其的比值。第二章2023/4/812第12页，共49页，编辑于2022年，星期五1、什么是禁带宽度？什么是禁带宽度？2、什么叫半导体的基础吸收边缘？什么叫半导体的基础吸收边缘？3、什么叫光传导效应？由几种类型组成的？什么叫光传导效应？由几种类型组成的？4、什么叫光生伏特效应？什么是丹倍效应？什么是什么叫光生伏特效应？什么是丹倍效应？什么是PEN效应？效应？5、太太阳阳能能电电池池的的工工作作原原理理是是什什么么？能能量量转转换换效效率率的的表表达达式式是是怎怎样样？什么是标称效率？什么是标称效率？6、什么叫短路光电流密度？什么叫短路光电流密度？7、什么叫开路电压？开路电压的表达式什么叫开路电压？开路电压的表达式8、太阳能电池的转换效率的表达式？太阳能电池的转换效率的表达式？9、什么叫太阳能理论极限效率？什么叫太阳能理论极限效率？10、太阳能电池转换率低下，产生损失的主要原因是什么太阳能电池转换率低下，产生损失的主要原因是什么?二、简答二、简答第二章2023/4/813第13页，共49页，编辑于2022年，星期五11、请请画画出出太太阳阳能能电电池池作作用用的的四四个个基基本本功功能能图图？其其中中ABCD的的作用各是什么？作用各是什么？12、入射到材料的光能的有效封闭的技术有几种方法？入射到材料的光能的有效封闭的技术有几种方法？13、光生载泫子的有效收集和光电效果的增大技术有几种？光生载泫子的有效收集和光电效果的增大技术有几种？14、光生成载流子的复合损失的减少技术有几种？光生成载流子的复合损失的减少技术有几种？15、直接电阻损失的减少技术有几种？直接电阻损失的减少技术有几种？16、电压因子损失的有几种？电压因子损失的有几种？17、更宽光谱的光能的收集技术有几种？更宽光谱的光能的收集技术有几种？18、什么是什么是BSFBSF？19.19.什么是直接跃迁和间接跃迁什么是直接跃迁和间接跃迁？第二章2023/4/814第14页，共49页，编辑于2022年，星期五第三章第三章单晶硅太阳能电池和太阳能电池单晶硅太阳能电池和太阳能电池模板模板3.13.1引言引言3.23.2单晶硅太阳能硅片的制造方法单晶硅太阳能硅片的制造方法3.33.3HITHIT太阳能电池片及其制造方法太阳能电池片及其制造方法3.43.4大面积太阳能电池模板大面积太阳能电池模板3.53.5采光型太阳能电池模板采光型太阳能电池模板3.63.6超高效率太阳能电池超高效率太阳能电池2023/4/815第15页，共49页，编辑于2022年，星期五1、单单晶晶硅硅太太阳阳能能和和多多晶晶硅硅太太阳阳能能电电池池的的产产量量合合计计约约占占世世界界太太阳阳能能产量的产量的左右。左右。2、单单晶晶硅硅棒棒和和PN结结的的制制造造技技术术等等，与与以以及及等等半半导导体体制制造造技术有较多共同部分，且历史悠久，实际业绩突出。技术有较多共同部分，且历史悠久，实际业绩突出。3、单晶硅太阳能电池制造工程由单晶硅太阳能电池制造工程由和和组成。组成。4、原原材材料料用用硅硅砂砂，先先将将其其还还原原为为纯纯度度为为97-98的的，为为了了进进一一步步提提高高纯纯度度，将将与与反反应应，生生成成，再再将将其其，得到纯度为得到纯度为99.99999以上的多晶硅。以上的多晶硅。5、将将得得到到的的多多晶晶硅硅进进行行溶溶解解，做做成成单单晶晶硅硅，其其方方法法有有和和两种。两种。6、目前太阳能电池用的铸模，仍以目前太阳能电池用的铸模，仍以生产性能高生产性能高的的为主。为主。一、填空一、填空第三章2023/4/816第16页，共49页，编辑于2022年，星期五7、由于线切割面是被机械冲击过，因此会残留结晶变形，使电气特由于线切割面是被机械冲击过，因此会残留结晶变形，使电气特性变坏，因此需用性变坏，因此需用进行腐蚀，使表面进行腐蚀，使表面的程度。的程度。8、气体扩散法是将含气体扩散法是将含的气体在的气体在下向硅片进行下向硅片进行，形成形成，一般都用这一方法。，一般都用这一方法。9、扩散法是用含有磷的溶液代替扩散法是用含有磷的溶液代替进行进行和和，使磷，使磷向硅片中扩散形成向硅片中扩散形成，具有简单易于大型化生产的优点。，具有简单易于大型化生产的优点。10、电池高效率化技术说明已被规模生产所采用的电池高效率化技术说明已被规模生产所采用的及及。11、用碱性溶液，利用用碱性溶液，利用的差异性，可以对的差异性，可以对表面进行表面进行凹凸加工处理。凹凸加工处理。第三章2023/4/817第17页，共49页，编辑于2022年，星期五12、单晶硅太阳能电池的基本结构是单晶硅太阳能电池的基本结构是，在背场将不，在背场将不纯物进行纯物进行，形成，形成，可以改善收集效率。，可以改善收集效率。13、BSF型电池片的收集效率，型电池片的收集效率，形成，可以在更长形成，可以在更长范围内改善收集效率。范围内改善收集效率。14、太阳能电池是由于太阳能电池是由于和和进行叠层得到的新型太阳能进行叠层得到的新型太阳能电池。电池。15、HIT电池片是在电池片是在的两面形成的两面形成制造的。制造的。16、由于入射光也可以发电，具有两面发电的可能性是由于入射光也可以发电，具有两面发电的可能性是和和。17、一般的太阳能电池模板只有电池片的表面一侧是一般的太阳能电池模板只有电池片的表面一侧是，而，而HIT太阳能电池在背面也采用太阳能电池在背面也采用，可以利用，可以利用和从地面来反和从地面来反射光进行发电。射光进行发电。第三章2023/4/818第18页，共49页，编辑于2022年，星期五18、两面发电型最特别的有效应用两面发电型最特别的有效应用安装。安装。19、太阳能电池模板有太阳能电池模板有、三种结构。三种结构。20、压模可分为两部分，压模可分为两部分，和和装置。装置。21、一般的太阳能电池的模板，为了提高填充率，需尽量减一般的太阳能电池的模板，为了提高填充率，需尽量减少电池片和少电池片和之间的之间的，而采光型太阳能电池的模板却而采光型太阳能电池的模板却，在电池片和模板周围开数，在电池片和模板周围开数CM的的，由此处让太阳光透过。，由此处让太阳光透过。22、由于单晶硅基片的制造技术和由于单晶硅基片的制造技术和等的半导体技术有很多的共等的半导体技术有很多的共同点，因此新技术从半导休整上导入是有右能的，最近引人同点，因此新技术从半导休整上导入是有右能的，最近引人注目的技术之一是注目的技术之一是技术。技术。23、在多晶硅薄膜制造装置中可使用在多晶硅薄膜制造装置中可使用RTP，将得到的灯光用，将得到的灯光用，然后缓慢地，然后缓慢地，使多晶硅薄膜再，使多晶硅薄膜再。第三章2023/4/819第19页，共49页，编辑于2022年，星期五1、单晶硅太阳能电池的特点是什么？单晶硅太阳能电池的特点是什么？2、电池片工程分哪三部分？电池片工程分哪三部分？3、什么是集麦斯法？什么是集麦斯法？4、什么是什么是CZ法？法？5、单晶硅硅片的制造过程？单晶硅硅片的制造过程？6、电池片高效率化的技术方法有哪些？电池片高效率化的技术方法有哪些？7、硅片表面的材料蚀刻目的是什么？硅片表面的材料蚀刻目的是什么？8、什么叫什么叫BSF结构？结构？二、简答二、简答第三章2023/4/820第20页，共49页，编辑于2022年，星期五9、HIT电阳能电池的结构及制造方法？特点是什么？电阳能电池的结构及制造方法？特点是什么？10、太阳能电池模板的种类？各种类的作用？太阳能电池模板的种类？各种类的作用？11、太阳能电池构成的原素有哪些？各无素的作用是什么？太阳能电池构成的原素有哪些？各无素的作用是什么？12、太阳能电池模板的制造过程是什么样的？太阳能电池模板的制造过程是什么样的？13、压模过程的顺序步骤如何？压模过程的顺序步骤如何？14、高效率太阳能电池的种类及各种类的结构是什么？高效率太阳能电池的种类及各种类的结构是什么？15、简述简述PERL、OECO电池片的特点。电池片的特点。16、什么是理论极限效率？什么是理论极限效率？17、太阳电池能量损失部分大致可分为哪些？太阳电池能量损失部分大致可分为哪些？第三章2023/4/821第21页，共49页，编辑于2022年，星期五第四章第四章多晶硅太阳能电池多晶硅太阳能电池4.14.1引言引言4.24.2多晶硅铸模的制造技术多晶硅铸模的制造技术4.34.3多晶硅太阳能电池的高效率化技术多晶硅太阳能电池的高效率化技术4.44.4多晶硅薄膜太阳能电池的开发多晶硅薄膜太阳能电池的开发4.54.5结束语结束语2023/4/822第22页，共49页，编辑于2022年，星期五一、填空一、填空1、大大部部分分的的多多晶晶硅硅基基片片都都是是用用所所谓谓的的生生产产的的。基基片片广广泛泛使使用用的的角角。目目前前是是用用众众所所周周知知的的的的温温度度分分布布、等等许许多多知知识的累积来生产铸模。识的累积来生产铸模。2、电电解解液液的的高高度度微微细细喷喷射射到到上上，喷喷射射流流中中夹夹有有。喷喷射流到了射流到了的作用，激光束在铸模上与的作用，激光束在铸模上与一同被切照射。一同被切照射。3、目目前前世世界界上上，用用铸铸造造法法制制造造基基片片得得到到的的小小面面积积电电池池片片的的最最高高转换效率可达到转换效率可达到。4、由由于于有有漏漏电电电电流流流流动动，使使所所谓谓的的反反向向饱饱和和电电流流密密度度，从从而而减少了减少了。第四章2023/4/823第23页，共49页，编辑于2022年，星期五5、多多晶晶硅硅表表面面的的结结晶晶面面是是多多重重的的，因因此此不不能能像像单单晶晶硅硅基基片片那那样，使用样，使用的不同方向腐蚀的化学蚀刻方法。的不同方向腐蚀的化学蚀刻方法。6、干干式式法法由由于于应应力力自自由由，因因此此即即可可以以适适用用于于基基片片，又又可可以以适用于适用于的过程。的过程。7、结结晶晶硅硅具具有有型型能能带带结结构构，因因此此吸吸收收系系数数较较小小，有有必必要要进进行行，活活性性层层的的厚厚度度为为数数的的薄薄膜膜太太阳阳能能电电池池也也可可得得到到高的转换效率。高的转换效率。8.广广泛泛采采用用光光电电导导率率测测定定少少数数载载流流子子在在基基片片内内的的寿寿命命分分布布，以此来对该过程进行评价。以此来对该过程进行评价。9.基本技术中最引人注目的是基片的基本技术中最引人注目的是基片的。10.结晶硅具有结晶硅具有能带结构，因此吸收系数较小。能带结构，因此吸收系数较小。11.异异质质基基片片上上高高品品质质叠叠层层的的多多晶晶硅硅型型薄薄膜膜技技术术有有：、和和。第四章2023/4/824第24页，共49页，编辑于2022年，星期五二、简答二、简答1 1、多晶三太阳能电池的高效率化技术有哪些？多晶三太阳能电池的高效率化技术有哪些？2 2、请简述表面钝化常用的方法有哪些？请简述表面钝化常用的方法有哪些？3 3、请简述非晶硅薄膜太阳电池为什么用请简述非晶硅薄膜太阳电池为什么用pinpin结构？结构？4、多晶硅铸模的制造成技术有哪些？多晶硅铸模的制造成技术有哪些？5 5、在多晶硅电池片上用等离子体进行的化学气相沉积在多晶硅电池片上用等离子体进行的化学气相沉积法生产的氮化硅膜会产生哪两种效果？法生产的氮化硅膜会产生哪两种效果？6 6、异质基片上高品质叠层的多晶硅型薄膜技术有几种异质基片上高品质叠层的多晶硅型薄膜技术有几种方法？方法？第四章2023/4/825第25页，共49页，编辑于2022年，星期五第五章第五章非晶硅及微晶硅薄膜太阳能非晶硅及微晶硅薄膜太阳能电池电池5.1引言引言5.2Si系薄膜的制作、基础物性和太阳能电池的装置系薄膜的制作、基础物性和太阳能电池的装置5.3无结晶硅太阳能电池及其性能无结晶硅太阳能电池及其性能5.4薄膜微晶硅薄膜微晶硅(c-Si)太阳能电池及其性能太阳能电池及其性能5.5非晶硅微晶硅型串联太阳能电池非晶硅微晶硅型串联太阳能电池2023/4/826第26页，共49页，编辑于2022年，星期五第五章1.清洁且无限的清洁且无限的将成为支撑将成为支撑21世纪社会文明的重要能源技世纪社会文明的重要能源技术之一。术之一。2.目前太阳能电池的主流是目前太阳能电池的主流是以及以及，占世界太阳能电池总，占世界太阳能电池总产量的产量的70%。3.a-Si：H以及合金材料，用以及合金材料，用、等气相等气相生长法可以制造薄膜。生长法可以制造薄膜。4.薄膜化是通过弥补薄膜化是通过弥补较差的载流子输送特性，得到太阳能较差的载流子输送特性，得到太阳能电池的性能，同时也有利于电池的性能，同时也有利于、。5.非晶半导体材料，是失去了像结晶型那样的长距离晶格结构非晶半导体材料，是失去了像结晶型那样的长距离晶格结构的材料，可以认为其原子周围的的材料，可以认为其原子周围的与与时保持相同的时保持相同的状态。状态。6.由于不纯物的掺入，可能将由于不纯物的掺入，可能将p、n控制在导电率为控制在导电率为。一、填空一、填空2023/4/827第27页，共49页，编辑于2022年，星期五7.a-Si是是结结合合的的非非晶晶体体，a-Si系系薄薄膜膜的的制制作作方方法法有有：、等。等。8.c-Si是由是由+组成的。组成的。9.关关于于载载流流子子移移动动速速度度，目目前前使使用用由由以以及及进进行行评评价价的的方方法。法。10.作作为为太太阳阳电电池池的的特特性性因因素素的的短短路路电电流流Jsc可可视视为为，曲曲线因子线因子FF可视为可视为，开路电压，开路电压Voc与与的比值。的比值。11.转转换换效效率率和和与与扩扩散散有有关关的的膜膜厚厚度度有有最最大大值值，这这是是由由于于伴伴随随膜膜厚厚度度的的增增加加而而增增加加的的与与由由于于偏偏压压电电压压的的下下降降引引起起的的共共同同作作用的结果。用的结果。12.MIS型型a-Si太太阳阳能能电电池池的的问问题题是是，光光的的入入射射一一侧侧由由于于有有，所所以有竞价的光被吸收掉了，从而限制了以有竞价的光被吸收掉了，从而限制了。第五章2023/4/828第28页，共49页，编辑于2022年，星期五13.为了降低太阳能电池的成本，必须尽可能地为了降低太阳能电池的成本，必须尽可能地。14.a-Si太太阳阳能能电电池池是是大大面面积积制制膜膜，但但透透明明电电层层的的阻阻力力引引起起的的损损失失使电池无法得到使电池无法得到。15.a-Si太太阳阳能能电电池池是是由由形形成成和和的的二二个个导导电电层层、作作为为这这三三层层基基本本结结构构构构成成的的，为为了了实实现现大大面面积积、高高效效率率化化，能能够够使使a-Si层层、的的制制膜膜技技术术，对对大大面面积积化化是是非非常常重重要要的。的。16.光光照照所所引引起起的的大大部部分分特特性性的的变变化化是是在在，以以后后其其特特性性是是稳定的。这时的光电转换效率叫做稳定的。这时的光电转换效率叫做。17.用用法法得得到到的的微微晶晶硅硅，在在1980年年前前后后就就有有报报道道，由由于于微微晶化带来的低电阻，主要用于晶化带来的低电阻，主要用于a-Si太阳能电池是太阳能电池是。第五章2023/4/829第29页，共49页，编辑于2022年，星期五18.在带边缘附近的光吸收系数是间接吸收形式，在很上在带边缘附近的光吸收系数是间接吸收形式，在很上的薄膜的薄膜 c-Si电池片中，电池片中，技术是技术是 c-Si太阳能电池太阳能电池的核心技术。的核心技术。1.p-i-n结结合合型型a-Si太太阳阳能能电电池池与与受受金金属属薄薄膜膜制制膜膜条条件件等等敏敏感感特性所左右的短键垒位型相比较，具有哪些优点？（特性所左右的短键垒位型相比较，具有哪些优点？（P86）2什么叫诱导光导率新现象？（什么叫诱导光导率新现象？（P88）3.薄薄膜膜微微晶晶硅硅（c-Si）太太阳阳能能电电池池的的主主要要特特点点有有哪哪些些？（P96-97）4.非非晶晶硅硅、微微晶晶硅硅型型串串联联太太阳阳能能电电池池制制造造叠叠层层结结构构有有哪哪些些优优点？（点？（P103）二、简答二、简答第五章2023/4/830第30页，共49页，编辑于2022年，星期五第五章三、论述三、论述1.请从材料、性能及制造结构等方面，阐述单晶硅、多晶硅、非硅硅请从材料、性能及制造结构等方面，阐述单晶硅、多晶硅、非硅硅及微晶硅薄膜太阳能电池的相同点和不同点，并简单地介绍一下硅太及微晶硅薄膜太阳能电池的相同点和不同点，并简单地介绍一下硅太阳能电池的现状及发展前景。阳能电池的现状及发展前景。5.什么叫微晶硅？什么叫微晶硅？6.光封闭技术在什么条件下才能达到？（光封闭技术在什么条件下才能达到？（P99）2023/4/831第31页，共49页，编辑于2022年，星期五第六章第六章CIS以及以及CIGS系太阳能系太阳能 6.1引言引言6.2CIS以及以及CIGS系半导体的基础物性及其特性系半导体的基础物性及其特性6.3CIS以及以及CIGS系太阳能电池的结合形式与制法系太阳能电池的结合形式与制法6.4模板制造法及其规模生产技术模板制造法及其规模生产技术6.5R&D领域的新进展领域的新进展6.6结束语结束语2023/4/832第32页，共49页，编辑于2022年，星期五一、填空一、填空1.CIS：，CIGS：。2.随着太阳能电池片逐渐向薄膜化发展，目前正在研究开发的随着太阳能电池片逐渐向薄膜化发展，目前正在研究开发的是是。CIS的禁带宽度为的禁带宽度为，与太阳能电池最适宜的禁带，与太阳能电池最适宜的禁带宽度宽度偏小的值。偏小的值。3.CIGS系太阳电池的特点是系太阳电池的特点是和和。4.在一般的半导体中，通过不纯物添加，进行在一般的半导体中，通过不纯物添加，进行p型、型、n型的控型的控制，制，CIS系用系用进行控制，也就是固有缺陷控制，才有可能进行控制，也就是固有缺陷控制，才有可能。5.Mo和和Se的反应活性高，的反应活性高，Mo/CIS界面状态对膜的界面状态对膜的有有很大很大影响。影响。6.在在CIGS光吸收层上，用光吸收层上，用可以产生可以产生CdS。第六章2023/4/833第33页，共49页，编辑于2022年，星期五7硒化法主要用于硒化法主要用于的制造。的制造。8.与硅系薄膜不同，由于与硅系薄膜不同，由于CIGS是软材料，因此不能用是软材料，因此不能用，可，可以用以用。9.CIGS系太阳能电池，小面积电池片的转换效率已经达到系太阳能电池，小面积电池片的转换效率已经达到的程度，而大面积模板的转换效率为的程度，而大面积模板的转换效率为。10.为了实现串联太阳能电池，有必要对开发迟缓的为了实现串联太阳能电池，有必要对开发迟缓的的材料的材料的高品质化加快进程。的高品质化加快进程。11.为了实现串联结构，有必要在部开发禁带宽度更广的为了实现串联结构，有必要在部开发禁带宽度更广的。12.CIGS系太阳能电池的制造方法中，广泛使用系太阳能电池的制造方法中，广泛使用、，除，除此之外，还有此之外，还有、。第六章2023/4/834第34页，共49页，编辑于2022年，星期五13.多晶薄膜太阳电池中，开路电压（多晶薄膜太阳电池中，开路电压（Voc）是禁带宽度）是禁带宽度（Eg）的函数，通常经验性地表示为）的函数，通常经验性地表示为。14.CIGS系太阳能电池是以系太阳能电池是以为特征的。为特征的。15.不使用青板玻璃时，也可以使用不使用青板玻璃时，也可以使用、等等Na的化合物进行的化合物进行Na参加。参加。二、简答二、简答1.CIGS系半导体的特点有哪些？系半导体的特点有哪些？2.CIGS系太阳能电池的基本结构如何？可用图表进行说明。系太阳能电池的基本结构如何？可用图表进行说明。3.在在CIGS系太阳能电池的制造方法中，请介绍什么是蒸镀法？什么系太阳能电池的制造方法中，请介绍什么是蒸镀法？什么是硒化法？是硒化法？4.在在CIGS系太阳能电池中，请说明添加系太阳能电池中，请说明添加Na好处有哪些？好处有哪些？第六章2023/4/835第35页，共49页，编辑于2022年，星期五5.什么叫光照射效应？什么叫光照射效应？6.简述简述CIS和和CIGS系太阳能电池的新进展表现在哪些地方。系太阳能电池的新进展表现在哪些地方。三、论述三、论述1.请从材料、性能以及制造方法上，比较说明请从材料、性能以及制造方法上，比较说明Si系太阳能电池和系太阳能电池和CIS、CIGS系太阳能电池有哪些异同。系太阳能电池有哪些异同。2.请从材料开发及制造技术方面分析，如何才能提高请从材料开发及制造技术方面分析，如何才能提高CIGS系太阳系太阳能电池的效率？能电池的效率？第六章2023/4/836第36页，共49页，编辑于2022年，星期五第七章第七章-族太阳能电池族太阳能电池7.1引言引言7.2-族半导体太阳能电池所用材料的特点族半导体太阳能电池所用材料的特点7.3GaAs系太阳能电池片的结构及其制法系太阳能电池片的结构及其制法7.4超高效率多结太阳能电池及其构成超高效率多结太阳能电池及其构成7.5聚光型太阳能电池技术及其现状聚光型太阳能电池技术及其现状7.6R&D领域的新进展领域的新进展2023/4/837第37页，共49页，编辑于2022年，星期五一、填空一、填空1.太阳能电池材料是由元素周期表中的太阳能电池材料是由元素周期表中的族元素族元素、和和族族、元素组成的半导体，如用元素组成的半导体，如用、等由等由-族化合物组成族化合物组成的半导体所的半导体所构成的太阳能电池。构成的太阳能电池。2.GaAs或或InP太阳能电池由于太阳能电池由于且且，作为空间太阳，作为空间太阳能电池已经被实用化。能电池已经被实用化。3.太阳能电池材料的禁带宽度太阳能电池材料的禁带宽度Eg为为左右，认为是最合适的，左右，认为是最合适的，Eg为为的的GaAs及及的的InP等应该是合适的。等应该是合适的。4.化合物半导体太阳能电池有化合物半导体太阳能电池有、的种种优点，对的种种优点，对于电池片结构，也在进行许多尝试。于电池片结构，也在进行许多尝试。第七章2023/4/838第38页，共49页，编辑于2022年，星期五5.对于太阳能电池的制作，历来都是用常用的对于太阳能电池的制作，历来都是用常用的，但现，但现在有可能多层生长的大面积化、规模生产化的在有可能多层生长的大面积化、规模生产化的已成为主已成为主流。流。6.由于大多数化合物半导体的能带结构都是由于大多数化合物半导体的能带结构都是型的，因此型的，因此不像间接跃迁型的不像间接跃迁型的Si那样容易产生太阳能电池特性的那样容易产生太阳能电池特性的现现象。象。7.化合物半导体由于有化合物半导体由于有能带结构，且能带结构，且，因此作为薄，因此作为薄膜太阳能电池显示出了可用性。膜太阳能电池显示出了可用性。8.-族在族在Si结构上的第二课题是，由两者的热膨胀系数的差结构上的第二课题是，由两者的热膨胀系数的差别引起的别引起的的裂缝的发生，因此试图降低的裂缝的发生，因此试图降低的方法是必要的方法是必要的。的。9.外延生长技术，也从外延生长技术，也从到到、逐渐进行着变迁。逐渐进行着变迁。第七章2023/4/839第39页，共49页，编辑于2022年，星期五10.GaAs以及以及InP的禁带宽度分别为的禁带宽度分别为，与高效率最适合的，与高效率最适合的1.4eV1.5eV相近，故具有高效率的特点。相近，故具有高效率的特点。11.化合物半导体太阳能电池具有化合物半导体太阳能电池具有、等等优点。优点。12.写出以下缩写的中文全称：写出以下缩写的中文全称：MOCVD，LED，LPE，Jsc，Voc。二、简答二、简答1.请例举几种请例举几种-族半导体太阳能电池，并说明该太阳能电族半导体太阳能电池，并说明该太阳能电池所用的材料有哪些特点？（池所用的材料有哪些特点？（P125-129）2.什么是什么是LPE法？并对该法作简单描述。法？并对该法作简单描述。3.什么是什么是MOCVD法？并对该法作简单描述。法？并对该法作简单描述。第七章2023/4/840第40页，共49页，编辑于2022年，星期五4.什么是阿尼尔现象？什么是阿尼尔现象？(P131)5.-族化合物半导体太阳能电池主要分为哪几类？（族化合物半导体太阳能电池主要分为哪几类？（P130）6.请写出短路光电流请写出短路光电流Jsc以及开放电压以及开放电压Voc，与少数载流子扩散长度，与少数载流子扩散长度L或者寿命或者寿命 的关系式，并指出各物理量所表示的意义。的关系式，并指出各物理量所表示的意义。7.什么是聚光型太阳能电池技术。什么是聚光型太阳能电池技术。三、论述三、论述1.从从-族半导体太阳能电池的材料成本、性能等，请阐述色素增族半导体太阳能电池的材料成本、性能等，请阐述色素增感薄膜太阳电池和聚光型太阳电池的目前发展现状及未来发展方向。感薄膜太阳电池和聚光型太阳电池的目前发展现状及未来发展方向。（P126-138）第七章2023/4/841第41页，共49页，编辑于2022年，星期五第八章第八章色素增感型太阳能电池色素增感型太阳能电池8.1引言引言8.2色素增感型太阳能电池的特征色素增感型太阳能电池的特征8.3基本原理和理论可达到的效率基本原理和理论可达到的效率8.4色素增感型太阳能电池的结构和制造方法色素增感型太阳能电池的结构和制造方法8.5色素增感型太阳能电池技术的现状和性能色素增感型太阳能电池技术的现状和性能8.6R&D领域的新进展领域的新进展2023/4/842第42页，共49页，编辑于2022年，星期五一、填空一、填空1.自自年瑞士年瑞士EPFL的的Graetael教授开发出转换效率为教授开发出转换效率为的新的新型色素增感型太阳电池问世以来，色素增感型太阳能电池在全世型色素增感型太阳电池问世以来，色素增感型太阳能电池在全世界开始研究和应用起来，这种电池又叫界开始研究和应用起来，这种电池又叫电池。电池。2.色素增感型太阳电池就是所谓的色素增感型太阳电池就是所谓的，很早以前就已开始研，很早以前就已开始研究。究。3.色素增感型太阳电池的理论可达到效率为色素增感型太阳电池的理论可达到效率为。4.构成色素增感型太阳电池的构成色素增感型太阳电池的等无机氧化物及色素的等无机氧化物及色素的原材料硅等比金属价格便宜。原材料硅等比金属价格便宜。5.目前报道的色素增感型太阳能电池的最高转换效率的使用目前报道的色素增感型太阳能电池的最高转换效率的使用、及及的的TiO2色素增感型太阳能电池。色素增感型太阳能电池。2023/4/843第43页，共49页，编辑于2022年，星期五6.由氧化物半导体和色素进行组合由氧化物半导体和色素进行组合,可以制造出可以制造出不不同的同的多种多样的色素增感型太阳能电池。多种多样的色素增感型太阳能电池。7.由于使用有机色素增感型太阳能电池可通过由于使用有机色素增感型太阳能电池可通过及及除去除去,帮氧化物半导体光电极是有可能实现资源再利用的。帮氧化物半导体光电极是有可能实现资源再利用的。8.为了将增感色素上的跃迁电子有效地注入为了将增感色素上的跃迁电子有效地注入TiO2,层中层中,增感增感色素激发态的能极必须不小于色素激发态的能极必须不小于的能级。的能级。9.TiO2光电极的准能级光电极的准能级,相对于相对于NHE为为，I-/I3的氧化还原电的氧化还原电位相对于位相对于NHE被评价为被评价为，因此，将其组合起来得到，因此，将其组合起来得到0.9的最大的最大电位。电位。10.GreatzelCell的一个特点就是根据选择的一个特点就是根据选择可以制造