化学电源ppt课件

硅光电池 硅光电池是一种直接把光能转换成电能的半导体器件 它的结构很简单 核心部分是一个大面积的PN结 把一只透明玻璃外壳的点接触型二极管与一块微安表接成闭合回路 当二极管的管芯 PN结 受到光照时 你就会看到微安表的表针发生偏转 显示出回路里有电流 这个现象称为光生伏特效应 光生伏特效应当光照射在硅光电池的PN结区时 会在半导体中激发出光生电子一空穴对 PN结两边的光生电子一空穴对 在内电场的作用下 属于多数载流子的不能穿越阻挡层 而少数载流子却能穿越阻挡层 结果 P区的光生电子进入N区 N区的光生空穴进入p区 使每个区中的光生电子一空穴对分割开来 光生电子在N区的集结使N区带负电 光生电子在p区的集结使P区带正电 P区和N区之间产生光生电动势 当硅光电池接人负载后 光电流从P区经负载流至NE 负载中即得到功率输出 硅光电池结构示意如图 硅光电池实质是硅片制成 结 其基体材料为一薄片P型单晶硅 其厚度在0 44mm以栅状电极下 在它的表面上利用热扩散法生成一层N型受光层 基体和受光层的交接处形成PN结 分类 晶体硅光电池 非晶体硅光电池 多晶硅光电池 晶体硅光电池 晶体硅光电池有单晶硅与多晶硅两大类 用P型 或n型 硅衬底 通过磷 或硼 扩散形成Pn结而制作成的 采用埋层电极 表面钝化 强化陷光 密栅工艺 优化背电极及接触电极等技术 提高材料中的载流子收集效率 优化抗反射膜 凹凸表面 高反射背电极等方式 光电转换效率有较大提高 单晶硅光电池面积有限 目前比较大的为 10至20cm的圆片 年产能力46MW a 非晶体硅光电池 a Si 非晶硅 光电池一般采用高频辉光放电方法使硅烷气体分解沉积而成的 由于分解沉积温度低 可在玻璃 不锈钢板 陶瓷板 柔性塑料片上沉积约1 m厚的薄膜 易于大面积 0 5m 1 0m 成本较低 多采用pin结构 为提高效率和改善稳定性 有时还制成三层pin等多层叠层式结构 或是插入一些过渡层 其商品化产量连续增长 年产能力45MW a 10MW生产线已投入生产 全球市场用量每月在1千万片左右 居薄膜电池首位 多晶硅光电池 p Si 多晶硅 包括微晶 光电池没有光致衰退效应 材料质量有所下降时也不会导致光电池受影响 大面积低温p Si膜与 Si组成叠层电池结构 是提高a S光电池稳定性和转换效率的重要途径 可更充分利用太阳光谱 硅太阳能电池三种类型的对比 硅光电池的应用 硅光电池问世不过半个世纪 但是它的应用范围却非常广 硅光电池主要有三个方面的应用 即作为电源 光电检测器件和医学上的应用 这里介绍几种硅光电池的应用实例 根据硅光电池的输出特性 将其单体串联或并联成阵列结构 形成硅光电池的多极电池组 通过位移 脉冲变换电路 就能实现数控机床高精度的加工控制及准停 提高长光栅检测装置分辨率的方法同样适用于圆光栅测量角位移 硅光电池在医学上的应用 当小灯泡发出的光透过指尖射到硅光电池上 光电池的两电极之间就有电压产生 由于指尖微血管里的血液随着心脏跳动发生相应与脉搏的容积变化 因而使得透过指尖射到光电