第四章-热辐射转化为化学能-经典太阳电池基础课件.ppt

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1、第四章 热辐射转化为化学能采用卡诺热机原理因为要提出能量，所以吸收体的温度 要远低于太阳的温度 ,这样能保证吸收的能量肯定要高于发射的能量。太阳能转化的效率类似于卡诺热机原理，要想提高吸收效率，吸收体的温度应该尽量低。伴随着能量流从吸收体进入卡诺热机，熵流也被输运到卡诺热机里面。卡诺循环中熵保持不变，所以熵流必须储存于另外的容器，一个热存储器。吸收的能量流和存储器中的能量流的差值以自由熵能量流的形式由卡诺热机提供给外界，这就是电能电能。半导体中，电子空穴对处于热平衡和化学平衡中，在聚光最大的情况下，化学势相等。但是，当聚光不是最大时，因为发射光子覆盖的立体角要大于吸收光子的立体角，光子的化学势

2、和电子空穴对的化学势不为零。在最大聚光的条件下忽略温度与状态的有效态密度之间的关系，则电子空穴对的化学能为电子空穴对冷却前的能量为与冷却后的能量相比较，发现热能化使其损失了大量能量。热能化损失的能量转化成了电子空穴对的化学能化学能可以激发更多的如光合作用的化学反应，这样能量可以长期储存。在太阳能电池中，化学能只是中间产物，通过它在太阳能电池中，化学能只是中间产物，通过它可以得到电能。可以得到电能。将电子空穴的密度分解成暗区的密度和附加密度，即在弱激发的情况下，在太阳能电池中，半导体吸收光子而产生电子空穴对，在该过程中，电子空穴对的化学势不等于在该过程中，电子空穴对的化学势不等于零，即发生了从太

3、阳能到化学能的转化！零，即发生了从太阳能到化学能的转化！为了得到最大效率，做一个理想化的模型。在该模型下，每个电子空穴对的化学能为；在理想条件下，电子空穴对的化学能为太阳能转化为化学能的效率为这种理想条件就是一个理想的半导体只存在辐射复合，而且是在单色操作中热能到化学能的转换！在半导体和太阳间的平衡，不仅是吸收的在半导体和太阳间的平衡，不仅是吸收的光子流和发射的光子流相等，而且流出的光子流和发射的光子流相等，而且流出的能量流和吸收的能量流之间也是相等的。能量流和吸收的能量流之间也是相等的。光子从太阳中吸收的熵和光子发射到太阳中的熵也相同！这也就表明了，这种平衡需要合适的温度合适的温度和合适的化学势能的合适的结合！和合适的化学势能的合适的结合！但是所有的化学势能随着光子而发射出去的过程对我们所研究的问题没有意义，重要的是多少化学势能对于电子空穴对有用。这是我们要关心的问题在稳定状态下，电子的连续方程在一个小的区间内部，对上式进行积分，得到总的移出的电子流考虑只存在辐射复合，移出的电子流的密度只取决于吸收和发射的光子流的密度，即对于空穴来说，也是如此，所以发射的光子流随着化学势能的上升呈指数增加，直到开路状态，此时，吸收和发射的光子流相同，而且不再存在着电子空穴对的移出。