光电元件期末报告ppt课件

1、光電元件期末報告太陽能電池太陽能電池(一)根本原理(二)资料與種類(三)優缺點及應用目錄:(一) 根本原理 太陽能光電池簡稱為太陽能電池或太陽電池，又稱為太陽能晶片；在物理學上稱為光生伏打 ( Photovoltaic )，簡稱 PV 。 太陽能電池係一種利用太陽光直接發電的光電半導體薄片，其將高純度的半導體资料参与一些不純物使其呈現不同的性質，如参与硼可构成 P 型半導體，参与磷可构成 N 型半導體，PN 兩型半導體相結合後，當太陽光入射時，產生電子與電洞，有電流通過時，則產生電力，發電原理可參考下圖。 太陽電池如圖 所示，假设以矽為材質，則是將兩片純度極高的矽片重疊起來，滲透雜質硼或磷构成

2、P-N 接面，另外於各半導體上覆蓋能吸收光線物質的膜，當日光照射於太陽能電池外表時，當光子有足夠的能量，將使P 型半導體帶正電，而N 型半導體帶負電，在P-N兩端构成電位差，因此在兩極間連結負載，就可以流通電流，只需光線持續照射，即可坚持發電狀態。單晶組態多晶組態非晶組態 矽系太陽能電池的资料，主要可以分為單晶矽、多晶矽和非晶矽3大類。在單晶矽的资料中，矽原子具有高度的周期性陈列。至於多晶矽是指资料由許多不同的小單晶所構成。而非晶矽則是指整個资料中，只在幾個原子或分子的範圍內，原子的陈列具有周期性，甚至在有些资料中，根本沒有周期性的原子陈列結構。(二)太陽能電池资料結構太陽能電池總類：太陽能電

3、池總類： 太陽能電池的發電能源來自太陽光，而太陽輻射的光譜主要是以可見光為中心，波長從0.3微米的紫外光到數微米的紅外光是主要的分布範圍。假设換算成光子的能量，則大約在0.3到4 電子伏特之間，因此能隙大小在這個範圍內的资料，像矽材，會具有比較好的光電轉換效率太陽能電池光譜轉換效率顯示UV光、可見光、紅外光的電磁頻譜 發展世代種類效率%製造方法1單晶矽太陽電池24.0將高純度的半導體材料加入一些不純物使其呈現不同的性質，加入硼可形成P型半導體，加入磷可形成N型半導體，PN兩型半導體相結合，當太陽光入射時，產生電力與電洞，有電流通過時，則產生電力。2多晶矽太陽電池18.6 以溶融矽鑄造固化切割成

4、約300 Method 厚的基板，並以熱擴散法或ion implant形成pn接面。3非晶矽太陽電池13.6非晶矽電池為目前成本最低的商業化太陽能電池，且無需封裝, 生產也最快 ，產品種類多，使用廣汎，多用於消費性電子產品，且新的應用產品不斷在開發中。其中以砷化鉀電池是最高效率的電池，但成本也最高。4薄膜矽太陽電池14.9 以plasma CVD等方法在玻璃等基板上成長1M左右之a-Si薄膜，並且添加雜質形成p-I-n等結構之方式製作。5 化合物太陽電池17.6用真空蒸鍍、sputtering、screen印刷、燒結法、近接昇華法等薄膜形成技術製作。單結晶矽太陽電池SINGLECRYSTAL

5、多結晶矽太陽電池POLYCRYSTAL 非結晶矽太陽電池AMORPHOUS (1)太陽能是人類可以利用的最豐富的能源。據估計，在過去漫長的十一億年當中，太陽只耗费了它本身能量的，今後數十億年太陽也不會發生明顯的變化，所以太陽可以作為永久性的能源，取之不盡、用之不竭。它給地面照射分鐘的能量，就足夠全世界运用一年。 (2)太陽能是到處都有的，不需求運輸。普通認為，處於南北緯度以內的地區，都有豐富的太陽能可以利用，只需最初花一定的代價，投一筆資金，造好太陽能利用裝置，能量就會源源不斷地本人送上門來，免費供應。期間枝需求花很少一筆設備維修費。 (3)太陽能运用時不會帶來污染，不會排放出任何對環境不良影

6、響的物質，是一種清潔的能源。當然，大量运用太陽能之後，由於太陽能的充分利用，結果會使環境的溫度略微升高，但這種溫升，不致對環境呵斥不良影響。 (4)太陽能對於地球不添加熱載荷，這是太陽能特別重要的優點，所以利用太陽能的系統又稱作無變量的能源系統。因為我們用太陽能作功，雖然最終是變為熱，但是假设我們不用它做功的話，最終也是變為熱。 (三)太陽能電池之優點(1)雖然到達整個地面太陽能非常宏大，但這種能量非常分 散，作為能源，它的密度太低了。因此，太陽能的利用裝置必須具有相當大的面積，才干搜集到足夠的功率。但是，面積大，造價就會高。只需當採集能量裝置外表的單位造價相當廉价時，才干經濟合算的运用這太陽

7、能利用器。 (2)太陽能受氣候、晝夜的影響很大，到達極不穩定。因此必須有貯存裝置，這不僅添加了技術上的困難，也使造價添加。目前雖然已經製成多種貯存系統，但總是不夠理想，具體應用也有一定困難。 太陽能電池之缺點太陽能技術的應用以自 1950 年代的太空科技移轉至普通民生商業用途，隨者本钱的降低與環保考量，太陽能電池的运用愈來愈普遍，主要應用在以下範圍。 1.家用發電系統：從 20W 至 4kW，視需求量與經濟情況而定 2.農業：灌溉及抽水等動力系統 3.交通：電動車、充電系統、道路照明系統及交通號誌 4.電訊及通訊：無線電力、無線通訊 5.備載電力：災害補救 6.小功率商品電源 7.戶外定位監視

8、系統:電子式公車站牌 8.大功率電子發電系統 太陽能電池之應用 夜間不能發電是太陽能電池的一大缺點，但是針對這一個缺點有兩種方式可以抑制。第一種方式是把白天的太陽光能轉成其他的能量方式加以儲存，例如蓄電池、飛輪裝置、抽蓄發電廠等，到黑夜的時候再把儲存的能量釋放出來。 另外一種方式是美國和日本兩國正在進行的衛星太陽能發電廠計畫Satellite Solar Power Station，SPSS，這一個計畫的任务項目就是在太空中找到一個能夠不斷接受太陽光的地方，例如在赤道附近上空，發射具有太陽能電池或熱能發電系統的衛星，利用人造衛星在太空中吸收太陽能來發電。由於免除了晝夜、溫差及氣候等要素影響，人造衛星可以連續不停且穩定地接纳太陽能，再把它轉換為電能，然後以微波的方式傳回地球，經過地球微波接纳站接纳後，再轉換回來成為電能，輸送到各個地方。 在目前，由於科學家們不斷的研讨，再加上半導體產業技術的進步，太陽能電池的效率也逐漸添加，而且發電系統的單位本钱也正逐年下降。太陽能電池末來與展望 太陽能電池平安、方便、無污染、取之不盡，用之不 竭，但發展至今，仍僅處於