為增進(jìn)大家對(duì)太陽能電池的了解,本文將介紹三種太陽能電池:1. 多元化合物薄膜太陽能電池,2. 聚合物多層修飾電極型太陽能電池,3. 納米晶化學(xué)太陽能電池。

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一、多元化合物薄膜太陽能電池

為了尋找單晶硅電池的替代品,人們除開發(fā)了多晶硅、非晶硅薄膜太陽能電池外,又不斷研制其它材料的太陽能電池。其中主要包括砷化鎵 III-V 族化合物、硫化鎘、硫化鎘及銅錮硒薄膜電池等。上述電池中,盡管硫化鎘、碲化鎘多晶薄膜電池的效率較非晶硅薄膜太陽能電池效率高,成本較單晶硅電池低,并且也易于大規(guī)模生產(chǎn),但由于鎘有劇毒,會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染,因此,并不是晶體硅太陽能電池最理想的替代 砷化鎵 III-V 化合物及銅銦硒薄膜電池由于具有較高的轉(zhuǎn)換效率受到人們的普遍重視。GaAs 屬于 III-V 族化合物半導(dǎo)體材料,其能隙為 1.4eV,正好為高吸收率太陽光的值,因此,是很理想的電池材料。GaAs 等 III-V 化合物薄膜電池的制備主要采用 MOVPE 和 LPE 技術(shù),其中 MOVPE 方法制備 GaAs 薄膜電池受襯底位錯(cuò)、反應(yīng)壓力、III-V 比率、總流量等諸多參數(shù)的影響。 除 GaAs 外,其它 III-V 化合物如 Gasb、GaInP 等電池材料也得到了開發(fā)。1998 年德國費(fèi)萊堡太陽能系統(tǒng)研究所制得的 GaAs 太陽能電池轉(zhuǎn)換效率為 24.2%,為歐洲記錄。首次制備的 GaInP 電池轉(zhuǎn)換效率為 14.7%. 見表 2。另外,該研究所還采用堆疊結(jié)構(gòu)制備 GaAs,Gasb 電池,該電池是將兩個(gè)獨(dú)立的電池堆疊在一起,GaAs 作為上電池,下電池用的是 Gasb,所得到的電池效率達(dá)到 31.1%。

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銅銦硒 CuInSe2 簡(jiǎn)稱 CIC。CIS 材料的能降為 1.leV,適于太陽光的光電轉(zhuǎn)換,另外,CIS 薄膜太陽電池不存在光致衰退問題。因此,CIS 用作高轉(zhuǎn)換效率薄膜太陽能電池材料也引起了人們的注目。

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CIS 電池薄膜的制備主要有真空蒸鍍法和硒化法。真空蒸鍍法是采用各自的蒸發(fā)源蒸鍍銅、銦和硒,硒化法是使用 H2Se 疊層膜硒化,但該法難以得到組成均勻的 CIS。CIS 薄膜電池從 80 年代最初 8%的轉(zhuǎn)換效率發(fā)展到目前的 15%左右。日本松下電氣工業(yè)公司開發(fā)的摻鎵的 CIS 電池,其光電轉(zhuǎn)換效率為 15.3%(面積 1cm2)。1995 年美國可再生能源研究室研制出轉(zhuǎn)換效率為 17.l%的 CIS 太陽能電池,這是迄今為止世界上該電池的最高轉(zhuǎn)換效率。預(yù)計(jì)到 2000 年 CIS 電池的轉(zhuǎn)換效率將達(dá)到 20%,相當(dāng)于多晶硅太陽能電池