无机太阳能电池的发展概况及趋势

无机太阳能电池的发展概况及趋势对太阳能电池材料一般的要求1、半导体材料的禁带不能太宽；2、要有较高的光电转换效率：3、材料本身对环境不造成污染；4、材料便于工业化生产且材料性能稳定。太阳能电池的分类：

无机：1，硅太阳能电池2，多元化合物薄膜太阳能电池3，纳米晶太阳能电池有机：4，聚合物多层修饰电极型太阳能电池5，有机太阳能电池单晶硅太阳能电池的特性优点：电池转换效率最高，技术也最为成熟。在实验室里最高的转换效率为24.7%，规模生产时的效率为15%。在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位。缺点：单晶硅成本价格高，大幅度降低其成本很困难。多晶硅薄膜太阳能电池优点：与单晶硅比较,成本低廉，而效率高于非晶硅薄膜电池。实验室最高转换效率为18%,工业规模生产的转换效率为10%。缺点：与单晶硅相比转换效率较低。非晶硅薄膜太阳能电池优点：成本低，重量轻，转换效率较高，便于大规模生产。缺点：受制于其材料引发的光电效率衰退效应，稳定性不高，直接影响了它的实际应用。2，多元化合物薄膜太阳能电池主要材料是无机盐，它主要包括以下几种：砷化镓III-V族化合物、硫化镉、硫化镉及铜锢硒薄膜电池等。多晶薄膜电池硫化镉、碲化镉多晶薄膜电池的效率较非晶硅薄膜太阳能电池效率高，成本较单晶硅电池低，并且也易于大规模生产，但由于镉有剧毒，会对环境造成严重的污染，因此，并不是晶体硅太阳能电池最理想的替代产品。砷化镓太阳能电池优点：

砷化镓（GaAs）III-V化合物电池的转换效率可达28%，GaAs化合物材料具有十分理想的光学带隙以及较高的吸收效率,抗辐照能力强,对热不敏感，适合于制造高效单结电池。缺点：

GaAs材料的价格不菲,因而在很大程度上限制了用GaAs电池的普及。3，纳米晶太阳能电池纳米晶化学太阳能电池（简称NPC电池）是由一种在禁带半导体材料修饰、组装到另一种大能隙半导体材料上形成的，窄禁带半导体材料采用过渡金属Ru以及Os等的有机化合物敏化染料，大能隙半导体材料为纳米多晶TiO2并制成电极，此外NPC电池还选用适当的氧化--还原电解质。。优点：廉价的成本和简单的工艺及稳定的性能，其光电效率稳定在10%以上，制作成本仅为硅太阳电池的1/5～1/10。寿命能达到20年以上。发展趋势：虽然此类电池的研究和开发刚刚起步，不久的将来会逐步走上市场。4，聚合物多层修饰电极型太阳能电池（有机）优点：有机材料柔性好，制作容易，材料来源广泛，成本底。缺点：以有机材料制备太阳能电池的研究仅仅刚开始，不论是使用寿命，还是电池效率都不能和无机材料特别是硅电池相比。无极太阳能电池的工作原理太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。能带分析

光致衰退效应经光辐照过的PIN型非晶硅太阳电池的空间电荷效应主要表现在i层中正空间电荷的增加，使电场分布向p＋／i结面集中，在靠近n＋／i结附近区域内出现准中性区（低场“死层”），导致有源区内光生载流子收集率的减少和电池性能因光的长期辐照而衰退．纳米晶TiO2工作原理

染料分子吸收太阳光能跃迁到激发态，激发态不稳定，电子快速注入