太阳能光伏电池及其应用课件.ppt

1、2023-5-291太阳能光伏电池及太阳能光伏电池及其应用其应用试题试题2023-5-292 二、课程简介二、课程简介 本书对有关太阳能电池及太阳能发电系统的世界本书对有关太阳能电池及太阳能发电系统的世界最新技术进行了综述。各章各节的执笔者都选自日最新技术进行了综述。各章各节的执笔者都选自日本的杰出专家，由他们介绍尖端技术的现状。具体本的杰出专家，由他们介绍尖端技术的现状。具体内容包括太阳能电池的原理及装置物性、单晶硅太内容包括太阳能电池的原理及装置物性、单晶硅太阳能电池和太阳能电池模板、非晶硅及微晶硅薄膜阳能电池和太阳能电池模板、非晶硅及微晶硅薄膜太阳能电池、太阳能电池、CISCIS以及以及

2、CIGSCIGS系太阳能电池、色素增感系太阳能电池、色素增感型太阳能电池等。该书可供各大专院校作为教材使型太阳能电池等。该书可供各大专院校作为教材使用，也可供从事相关工作的人员作为参考用书使用。用，也可供从事相关工作的人员作为参考用书使用。2023-5-293 1总论总论 2太阳能电池的原理及装置物性太阳能电池的原理及装置物性 3单晶硅太阳能电池和太阳能电池模板单晶硅太阳能电池和太阳能电池模板 4多晶硅太阳能电池多晶硅太阳能电池 5非晶硅及微晶硅薄膜太阳能电池非晶硅及微晶硅薄膜太阳能电池 6CIS以及以及CIGS系太阳能电池系太阳能电池 7-族太阳能电池族太阳能电池2023-5-294 8色素

3、增感型太阳能电池色素增感型太阳能电池 9太阳能电池在日常生活中的应用太阳能电池在日常生活中的应用 10住宅用太阳光发电系统住宅用太阳光发电系统 11楼房用太阳光发电模板及其系统楼房用太阳光发电模板及其系统 12空间太阳光发电所空间太阳光发电所 13太阳光发电的展望太阳光发电的展望2023-5-295第一章第一章总总论论 1.1 1.1 引言引言 1.2 1.2 能源革命与文明的进步能源革命与文明的进步 1.3 1.3 能量的需求预测与能源资能量的需求预测与能源资源源 1.4 3E 1.4 3E的三重矛盾与解决策略的三重矛盾与解决策略 1.5 1.5 太阳能的质和量太阳能的质和量 1.6 1.6

4、 太阳能发电的独特特点太阳能发电的独特特点2023-5-296 一、填空一、填空1.人们生活所必需的能源可分为人们生活所必需的能源可分为 及及 两两部门。部门。2.目 前，占 现 有 一 次 能 源目 前，占 现 有 一 次 能 源 4 5%的 电 力 能 源 包 括的 电 力 能 源 包 括 和和 。人类文明的进步与人类社会工业化、近代化的。人类文明的进步与人类社会工业化、近代化的变迁，都称为变迁，都称为 和变迁。和变迁。3、人们生活所需的能源可发分为维持个人生命的人们生活所需的能源可发分为维持个人生命的 和和 、及生产活动中使用的生活能源两及生产活动中使用的生活能源两部分。部分。4、伴随着

5、能源工业化的进展，人们选择更方便、更经济伴随着能源工业化的进展，人们选择更方便、更经济性的能源形态，也就是说，这一技术革新也是基于性的能源形态，也就是说，这一技术革新也是基于 而而 产生的。产生的。第一章 2023-5-2975、不同于化石能源的消费的原子能发电，称之为不同于化石能源的消费的原子能发电，称之为 的的太阳能发电、风力发电的应用。太阳能发电、风力发电的应用。6、在化学能源枯竭之前找到在化学能源枯竭之前找到 的替代能源。的替代能源。7、3E三重矛盾是在三重矛盾是在 发展的过程中，伴随着发展的过程中，伴随着 的消的消费，以化石能源为主体的资源需求结构会造成对费，以化石能源为主体的资源需

6、求结构会造成对 的破的破坏。坏。8、到达地球表面的太阳能，是通过几乎接近真空的宇宙空到达地球表面的太阳能，是通过几乎接近真空的宇宙空间，以间，以 的形式辐射过来。的形式辐射过来。9、太阳能到达地球的总辐射能量应该是太阳能到达地球的总辐射能量应该是 与与 的乘积。的乘积。10、太阳能电池的转换效率几乎是太阳能电池的转换效率几乎是 的，与其所利用的，与其所利用的装置规模与的装置规模与 无关。无关。11、光发电是对光发电是对 有在效利用。有在效利用。第一章 2023-5-298第一章 二、问答题二、问答题：1.什么是什么是3E矛盾？矛盾？2.人们生活所必需的能源的组成有哪几部分？人们生活所必需的能源

7、的组成有哪几部分？3.什么是生态发电？生态发电的重要意义是什么？什么是生态发电？生态发电的重要意义是什么？4.什么叫太阳常数？什么叫太阳常数？5.太阳能发电的优点？太阳能发电的优点？2023-5-2992.1 2.1 引言引言 2.2 2.2 半导体的光吸收和光传导效率半导体的光吸收和光传导效率 2.3 2.3 半导体的光电效应半导体的光电效应 2.4 2.4 太阳能电池的原理及能量转换效率太阳能电池的原理及能量转换效率 2.5 2.5 理论极限效率和太阳能电池的损失理论极限效率和太阳能电池的损失 2.6 2.6 高效率化技术及其装置物性高效率化技术及其装置物性第二章第二章 太阳能电池的原理及

8、装置物性太阳能电池的原理及装置物性2023-5-2910一、填空一、填空1、光和物质的相互作用有光和物质的相互作用有 、等现象。等现象。引起这些现象的本质过程，可以理解为物质内存在的引起这些现象的本质过程，可以理解为物质内存在的 和和 之间的相互作用。之间的相互作用。2、光引起的电子跃迁门槛值所需的能量，是由原子规则光引起的电子跃迁门槛值所需的能量，是由原子规则排列产生的结晶结构中的排列产生的结晶结构中的 所决定的。所决定的。3、迁移前后电子动量不发生变化，垂直移动叫迁移前后电子动量不发生变化，垂直移动叫 ;而而在跃迁前后动量变化时，所表示的结晶空穴振动能量的移在跃迁前后动量变化时，所表示的结

9、晶空穴振动能量的移出、移入、称为出、移入、称为 。4、半导体的界面或表面被半导体的界面或表面被 产生载流子后，生成的产生载流子后，生成的 和和 由于载流子的作用向由于载流子的作用向 的方向漂移，引起的方向漂移，引起 极极化，从而产生了因光照射引起的化，从而产生了因光照射引起的 。第二章2023-5-29115、太阳能电池由于要接收太阳能电池由于要接收 ，所以具有很大面，所以具有很大面积的积的PN结二极管，引起光电效应必要的结二极管，引起光电效应必要的 ，就，就是利用了是利用了PN结的结的 。6、太阳能电池的能量转换效率是从太阳能电池的端子太阳能电池的能量转换效率是从太阳能电池的端子 的电力能力

10、与的电力能力与 的太阳能辐射光能量的比。的太阳能辐射光能量的比。7、以标称效率为基础，用于计算太阳能电池的输出测定以标称效率为基础，用于计算太阳能电池的输出测定法，可以求得实用太阳能电池的法，可以求得实用太阳能电池的 。8、光电流与光电流与 有关系，与所加的有关系，与所加的 无关，是一个无关，是一个 值。值。9、太阳能电池的输入光与太阳能电池的输入光与 有相关性。有相关性。10、太阳能电池处于开路状态，与辐射光强度相对应会太阳能电池处于开路状态，与辐射光强度相对应会产生一个电压，此时的电压称为产生一个电压，此时的电压称为 。11、是表示太阳能电当好坏的重要指标。是表示太阳能电当好坏的重要指标。

11、第二章2023-5-291212、结晶硅的理论极限为结晶硅的理论极限为 ，其研究阶段为，其研究阶段为 ，大量生产规模为大量生产规模为 。13、存在具有最低禁带宽度存在具有最低禁带宽度 的的H-QVOC的损失，的损失，此损失叫做此损失叫做 。13、目前实用化的太阳能电池中目前实用化的太阳能电池中98使用的是使用的是 。14、为了发挥太阳能转换因子的作用，将光生成的为了发挥太阳能转换因子的作用，将光生成的 有效有效输出到输出到 的电极配置的设计也是重要的因素，这就是的电极配置的设计也是重要的因素，这就是D。15、利用两种半导体的异质结串联太阳能电池，称利用两种半导体的异质结串联太阳能电池，称为为

12、。16.光的吸收系数光的吸收系数a被定义为被定义为 。17.决定半导体光学特性最重要是波段是决定半导体光学特性最重要是波段是 到到 范围。范围。18.标称效率：太阳光线通过的空气气量条件为标称效率：太阳光线通过的空气气量条件为 ，输输入光的功率为入光的功率为 ，在负荷变化的最大电力输出与其的比值。，在负荷变化的最大电力输出与其的比值。第二章2023-5-29131、什么是禁带宽度？什么是禁带宽度？2、什么叫半导体的基础吸收边缘？什么叫半导体的基础吸收边缘？3、什么叫光传导效应？由几种类型组成的？什么叫光传导效应？由几种类型组成的？4、什么叫光生伏特效应？什么是丹倍效应？什么是什么叫光生伏特效应

13、？什么是丹倍效应？什么是PEN效应？效应？5、太阳能电池的工作原理是什么？能量转换效率的表达太阳能电池的工作原理是什么？能量转换效率的表达式是怎样？什么是标称效率？式是怎样？什么是标称效率？6、什么叫短路光电流密度？什么叫短路光电流密度？7、什么叫开路电压？开路电压的表达式什么叫开路电压？开路电压的表达式8、太阳能电池的转换效率的表达式？太阳能电池的转换效率的表达式？9、什么叫太阳能理论极限效率？什么叫太阳能理论极限效率？10、太阳能电池转换率低下，产生损失的主要原因是什么太阳能电池转换率低下，产生损失的主要原因是什么?二、简答二、简答第二章2023-5-291411、请画出太阳能电池作用的四

14、个基本功能图？其中请画出太阳能电池作用的四个基本功能图？其中ABCD的作用各是什么？的作用各是什么？12、入射到材料的光能的有效封闭的技术有几种方法？入射到材料的光能的有效封闭的技术有几种方法？13、光生载泫子的有效收集和光电效果的增大技术有光生载泫子的有效收集和光电效果的增大技术有几种？几种？14、光生成载流子的复合损失的减少技术有几种？光生成载流子的复合损失的减少技术有几种？15、直接电阻损失的减少技术有几种？直接电阻损失的减少技术有几种？16、电压因子损失的有几种？电压因子损失的有几种？17、更宽光谱的光能的收集技术有几种？更宽光谱的光能的收集技术有几种？18、什么是什么是BSFBSF？

15、19.19.什么是直接跃迁和间接跃迁什么是直接跃迁和间接跃迁？第二章2023-5-2915第三章第三章单晶硅太阳能电池和太阳能电池单晶硅太阳能电池和太阳能电池模板模板 3.1 3.1 引言引言 3.2 3.2 单晶硅太阳能硅片的制造方法单晶硅太阳能硅片的制造方法 3.3 HIT3.3 HIT太阳能电池片及其制造方法太阳能电池片及其制造方法3.4 3.4 大面积太阳能电池模板大面积太阳能电池模板 3.5 3.5 采光型太阳能电池模板采光型太阳能电池模板3.6 3.6 超高效率太阳能电池超高效率太阳能电池2023-5-29161、单晶硅太阳能和多晶硅太阳能电池的产量合计约占世单晶硅太阳能和多晶硅太

16、阳能电池的产量合计约占世界太阳能产量的界太阳能产量的 左右。左右。2、单晶硅棒和单晶硅棒和PN结的制造技术等，与结的制造技术等，与 以及以及 等半导等半导体制造技术有较多共同部分，且历史悠久，实际业绩突出。体制造技术有较多共同部分，且历史悠久，实际业绩突出。3、单晶硅太阳能电池制造工程由单晶硅太阳能电池制造工程由 和和 组成。组成。4、原材料用硅砂，先将其还原为纯度为原材料用硅砂，先将其还原为纯度为97-98的的 ，为了进一步提高纯度，将为了进一步提高纯度，将 与与 反应，生成反应，生成 ，再，再将其将其 ，得到纯度为得到纯度为99.99999以上的多晶硅。以上的多晶硅。5、将得到的多晶硅进行

17、溶解，做成单晶硅，其方法有将得到的多晶硅进行溶解，做成单晶硅，其方法有 和和 两种。两种。6、目前太阳能电池用的铸模，仍以目前太阳能电池用的铸模，仍以生产性能高生产性能高的的 为主。为主。一、填空一、填空第三章2023-5-29177、由于线切割面是被机械冲击过，因此会残留结晶变形，由于线切割面是被机械冲击过，因此会残留结晶变形，使电气特性变坏，因此需用使电气特性变坏，因此需用 进行腐蚀，使表面进行腐蚀，使表面 的程度。的程度。8、气体扩散法是将含气体扩散法是将含 的气体在的气体在 下向硅片进下向硅片进行行 ，形成，形成 ，一般都用这一方法。，一般都用这一方法。9、扩散法是用含有磷的溶液代替扩

18、散法是用含有磷的溶液代替 进行进行 和和 ，使磷向硅片中扩散形成使磷向硅片中扩散形成 ，具有简单易于大型化生产的，具有简单易于大型化生产的优点。优点。10、电池高效率化技术说明已被规模生产所采用的电池高效率化技术说明已被规模生产所采用的 及及 。11、用碱性溶液，利用用碱性溶液，利用 的差异性，可以对的差异性，可以对 表面进表面进行行 凹凸加工处理。凹凸加工处理。第三章2023-5-291812、单晶硅太阳能电池的基本结构是单晶硅太阳能电池的基本结构是 ，在背场将不，在背场将不纯物进行纯物进行 ，形成，形成 ，可以改善收集效率。，可以改善收集效率。13、BSF型电池片的收集效率，型电池片的收集

19、效率，形成，可以在更长形成，可以在更长 范围内改善收集效率。范围内改善收集效率。14、太阳能电池是由于太阳能电池是由于 和和 进行叠层得到的新型进行叠层得到的新型太阳能电池。太阳能电池。15、HIT电池片是在电池片是在 的两面形成的两面形成 制造的。制造的。16、由于入射光也可以发电，具有两面发电的可能性是由于入射光也可以发电，具有两面发电的可能性是 和和 。17、一般的太阳能电池模板只有电池片的表面一侧是一般的太阳能电池模板只有电池片的表面一侧是 ，而而HIT太阳能电池在背面也采用太阳能电池在背面也采用 ，可以利用，可以利用 和和从地面来反射光进行发电。从地面来反射光进行发电。第三章2023

20、-5-291918、两面发电型最特别的有效应用两面发电型最特别的有效应用 安装。安装。19、太阳能电池模板有太阳能电池模板有 、三种结构。三种结构。20、压模可分为两部分，压模可分为两部分，和和 装置。装置。21、一般的太阳能电池的模板，为了提高填充率，需尽量一般的太阳能电池的模板，为了提高填充率，需尽量减少电池片和减少电池片和 之间的之间的 ，而采光型太阳能电池的模而采光型太阳能电池的模板却板却 ，在电池片和模板周围开数，在电池片和模板周围开数CM的的 ，由此处让，由此处让太阳光透过。太阳光透过。22、由于单晶硅基片的制造技术和由于单晶硅基片的制造技术和 等的半导体技术有很等的半导体技术有很

21、多的共同点，因此新技术从半导休整上导入是有右能的，多的共同点，因此新技术从半导休整上导入是有右能的，最近引人注目的技术之一是最近引人注目的技术之一是 技术。技术。23、在多晶硅薄膜制造装置中可使用在多晶硅薄膜制造装置中可使用RTP，将得到的灯光，将得到的灯光用用 ，然后缓慢地，然后缓慢地 ，使多晶硅薄膜再，使多晶硅薄膜再 。第三章2023-5-29201、单晶硅太阳能电池的特点是什么？单晶硅太阳能电池的特点是什么？2、电池片工程分哪三部分？电池片工程分哪三部分？3、什么是集麦斯法？什么是集麦斯法？4、什么是什么是CZ法？法？5、单晶硅硅片的制造过程？单晶硅硅片的制造过程？6、电池片高效率化的技

22、术方法有哪些？电池片高效率化的技术方法有哪些？7、硅片表面的材料蚀刻目的是什么？硅片表面的材料蚀刻目的是什么？8、什么叫什么叫BSF结构？结构？二、简答二、简答第三章2023-5-2921 9、HIT电阳能电池的结构及制造方法？特点是什么？电阳能电池的结构及制造方法？特点是什么？10、太阳能电池模板的种类？各种类的作用？太阳能电池模板的种类？各种类的作用？11、太阳能电池构成的原素有哪些？各无素的作用是什么？太阳能电池构成的原素有哪些？各无素的作用是什么？12、太阳能电池模板的制造过程是什么样的？太阳能电池模板的制造过程是什么样的？13、压模过程的顺序步骤如何？压模过程的顺序步骤如何？14、高

23、效率太阳能电池的种类及各种类的结构是什么？高效率太阳能电池的种类及各种类的结构是什么？15、简述简述PERL、OECO电池片的特点。电池片的特点。16、什么是理论极限效率？什么是理论极限效率？17、太阳电池能量损失部分大致可分为哪些？太阳电池能量损失部分大致可分为哪些？第三章2023-5-2922第四章第四章多晶硅太阳能电池多晶硅太阳能电池 4.1 4.1 引言引言 4.2 4.2 多晶硅铸模的制造技术多晶硅铸模的制造技术 4.3 4.3 多晶硅太阳能电池的高效率化技术多晶硅太阳能电池的高效率化技术 4.4 4.4 多晶硅薄膜太阳能电池的开发多晶硅薄膜太阳能电池的开发 4.5 4.5 结束语结

24、束语2023-5-2923一、填空一、填空1、大部分的多晶硅基片都是用所谓的大部分的多晶硅基片都是用所谓的 生产的。基片广生产的。基片广泛使用泛使用 的角。目前是用众所周知的的角。目前是用众所周知的 的温度分布、的温度分布、等许多知识的累积来生产铸模。等许多知识的累积来生产铸模。2、电解液的高度微细喷射到电解液的高度微细喷射到 上，喷射流中夹上，喷射流中夹有有 。喷射流到了。喷射流到了 的作用，激光束在铸模上与的作用，激光束在铸模上与 一同被切照射。一同被切照射。3、目前世界上，用铸造法制造基片得到的小面积电池片目前世界上，用铸造法制造基片得到的小面积电池片的最高转换效率可达到的最高转换效率可

25、达到 。4、由于有漏电电流流动，使所谓的反向饱和电流密度由于有漏电电流流动，使所谓的反向饱和电流密度 ，从而减少了从而减少了 。第四章2023-5-29245、多晶硅表面的结晶面是多重的，因此不能像单晶硅基多晶硅表面的结晶面是多重的，因此不能像单晶硅基片那样，使用片那样，使用 的不同方向腐蚀的化学蚀刻方法。的不同方向腐蚀的化学蚀刻方法。6、干式法由于应力自由，因此即可以适用于干式法由于应力自由，因此即可以适用于 基片，基片，又可以适用于又可以适用于 的过程。的过程。7、结晶硅具有结晶硅具有 型能带结构，因此吸收系数较小，型能带结构，因此吸收系数较小，有必要进行有必要进行 ，活性层的厚度为数，活

26、性层的厚度为数 的薄膜太阳能电的薄膜太阳能电池也可得到高的转换效率。池也可得到高的转换效率。8.广泛采用光电导率广泛采用光电导率 测定少数载流子在基片内的测定少数载流子在基片内的寿命分布，以此来对该过程进行评价。寿命分布，以此来对该过程进行评价。9.基本技术中最引人注目的是基片的基本技术中最引人注目的是基片的 。10.结晶硅具有结晶硅具有 能带结构，因此吸收系数较小。能带结构，因此吸收系数较小。11.异质基片上高品质叠层的多晶硅型薄膜技术异质基片上高品质叠层的多晶硅型薄膜技术有：有：、和和 。第四章2023-5-2925二、简答二、简答1 1、多晶三太阳能电池的高效率化技术有哪些？多晶三太阳能

27、电池的高效率化技术有哪些？2 2、请简述表面钝化常用的方法有哪些？请简述表面钝化常用的方法有哪些？3 3、请简述非晶硅薄膜太阳电池为什么用请简述非晶硅薄膜太阳电池为什么用pinpin结构？结构？4、多晶硅铸模的制造成技术有哪些？多晶硅铸模的制造成技术有哪些？5 5、在多晶硅电池片上用等离子体进行的化学气相在多晶硅电池片上用等离子体进行的化学气相沉积法生产的氮化硅膜会产生哪两种效果？沉积法生产的氮化硅膜会产生哪两种效果？6 6、异质基片上高品质叠层的多晶硅型薄膜技术有异质基片上高品质叠层的多晶硅型薄膜技术有几种方法？几种方法？第四章2023-5-2926第五章第五章非晶硅及微晶硅薄膜太阳能非晶硅

28、及微晶硅薄膜太阳能电池电池5.1引言引言5.2Si系薄膜的制作、基础物性和太阳能电池的系薄膜的制作、基础物性和太阳能电池的装置装置5.3 无结晶硅太阳能电池及其性能无结晶硅太阳能电池及其性能5.4 薄膜微晶硅薄膜微晶硅(c-Si)太阳能电池及其性能太阳能电池及其性能5.5 非晶硅微晶硅型串联太阳能电池非晶硅微晶硅型串联太阳能电池 2023-5-2927第五章1.清洁且无限的清洁且无限的 将成为支撑将成为支撑21世纪社会文明的重要世纪社会文明的重要能源技术之一。能源技术之一。2.目前太阳能电池的主流是目前太阳能电池的主流是 以及以及 ，占世界太阳能，占世界太阳能电池总产量的电池总产量的70%。3

29、.a-Si：H以及合金材料，用以及合金材料，用 、等气相生长法可以制造薄膜。等气相生长法可以制造薄膜。4.薄膜化是通过弥补薄膜化是通过弥补 较差的载流子输送特性，得较差的载流子输送特性，得到太阳能电池的性能，同时也有利于到太阳能电池的性能，同时也有利于 、。5.非晶半导体材料，是失去了像结晶型那样的长距离晶格非晶半导体材料，是失去了像结晶型那样的长距离晶格结构的材料，可以认为其原子周围的结构的材料，可以认为其原子周围的 与与 时保时保持相同的状态。持相同的状态。6.由于不纯物的掺入，可能将由于不纯物的掺入，可能将p、n控制在导电率为控制在导电率为 。一、填空一、填空2023-5-29287.a

30、-Si是是 结合的非晶体，结合的非晶体，a-Si系薄膜的制作方法系薄膜的制作方法有：有：、等。等。8.c-Si是由是由 +组成的。组成的。9.关于载流子移动速度，目前使用由关于载流子移动速度，目前使用由 以及以及 进行进行评价的方法。评价的方法。10.作为太阳电池的特性因素的短路电流作为太阳电池的特性因素的短路电流Jsc可视为可视为 ，曲线因子曲线因子FF可视为可视为 ，开路电压，开路电压Voc与与 的比值。的比值。11.转换效率和与扩散有关的膜厚度有最大值，这是由于伴转换效率和与扩散有关的膜厚度有最大值，这是由于伴随膜厚度的增加而增加的随膜厚度的增加而增加的 与由于偏压电压的下降引起与由于偏

31、压电压的下降引起的的 共同作用的结果。共同作用的结果。12.MIS型型a-Si太阳能电池的问题是，光的入射一侧由于太阳能电池的问题是，光的入射一侧由于有有 ，所以有竞价的光被吸收掉了，从而限制了，所以有竞价的光被吸收掉了，从而限制了 。第五章2023-5-292913.为了降低太阳能电池的成本，必须尽可能地为了降低太阳能电池的成本，必须尽可能地 。14.a-Si太阳能电池是大面积制膜，但透明电层的阻力引太阳能电池是大面积制膜，但透明电层的阻力引起的损失使电池无法得到起的损失使电池无法得到 。15.a-Si太阳能电池是由形成太阳能电池是由形成 和和 的二个导电层、的二个导电层、作为作为 这三层基

32、本结构构成的，为了实现大面积、高这三层基本结构构成的，为了实现大面积、高效率化，能够使效率化，能够使a-Si层层 、的制膜技术，对的制膜技术，对大面积化是非常重要的。大面积化是非常重要的。16.光照所引起的大部分特性的变化是在光照所引起的大部分特性的变化是在 ，以后其，以后其特性是稳定的。这时的光电转换效率叫做特性是稳定的。这时的光电转换效率叫做 。17.用用 法得到的微晶硅，在法得到的微晶硅，在1980年前后就有报道，年前后就有报道，由于微晶化带来的低电阻，主要用于由于微晶化带来的低电阻，主要用于a-Si太阳能电池太阳能电池是是 。第五章2023-5-293018.在带边缘附近的光吸收系数是

33、间接吸收形式，在很在带边缘附近的光吸收系数是间接吸收形式，在很上的薄膜上的薄膜 c-Si电池片中，电池片中，技术是技术是 c-Si太阳太阳能电池能电池 的核心技术。的核心技术。1.p-i-n结合型结合型a-Si太阳能电池与受金属薄膜制膜条件等太阳能电池与受金属薄膜制膜条件等敏感特性所左右的短键垒位型相比较，具有哪些优点？敏感特性所左右的短键垒位型相比较，具有哪些优点？（P86）2什么叫诱导光导率新现象？（什么叫诱导光导率新现象？（P88）3.薄膜微晶硅（薄膜微晶硅（c-Si）太阳能电池的主要特点有哪些？）太阳能电池的主要特点有哪些？（P96-97）4.非晶硅、微晶硅型串联太阳能电池制造叠层结构

34、有哪非晶硅、微晶硅型串联太阳能电池制造叠层结构有哪些优点？（些优点？（P103）二、简答二、简答第五章2023-5-2931第五章三、论述三、论述1.请从材料、性能及制造结构等方面，阐述单晶硅、多晶请从材料、性能及制造结构等方面，阐述单晶硅、多晶硅、非硅硅及微晶硅薄膜太阳能电池的相同点和不同点，硅、非硅硅及微晶硅薄膜太阳能电池的相同点和不同点，并简单地介绍一下硅太阳能电池的现状及发展前景。并简单地介绍一下硅太阳能电池的现状及发展前景。5.什么叫微晶硅？什么叫微晶硅？6.光封闭技术在什么条件下才能达到？（光封闭技术在什么条件下才能达到？（P99）2023-5-2932第六章第六章 CIS以及以及

35、CIGS系太阳能系太阳能 6.1引言引言6.2CIS以及以及CIGS系半导体的基础物性及其特性系半导体的基础物性及其特性6.3 CIS以及以及CIGS系太阳能电池的结合形式与制法系太阳能电池的结合形式与制法6.4 模板制造法及其规模生产技术模板制造法及其规模生产技术6.5 R&D领域的新进展领域的新进展6.6 结束语结束语2023-5-2933一、填空一、填空1.CIS：，CIGS：。2.随着太阳能电池片逐渐向薄膜化发展，目前正在研究开随着太阳能电池片逐渐向薄膜化发展，目前正在研究开发的是发的是 。CIS的禁带宽度为的禁带宽度为 ，与太阳能电池，与太阳能电池最适宜的禁带宽度最适宜的禁带宽度 偏

36、小的值。偏小的值。3.CIGS系太阳电池的特点是系太阳电池的特点是 和和 。4.在一般的半导体中，通过不纯物添加，进行在一般的半导体中，通过不纯物添加，进行p型、型、n型型的控制，的控制，CIS系用系用 进行控制，也就是固有缺陷控制，进行控制，也就是固有缺陷控制，才有可能才有可能 。5.Mo和和Se的反应活性高，的反应活性高，Mo/CIS界面状态对膜的界面状态对膜的 有有 很大影响。很大影响。6.在在CIGS光吸收层上，用光吸收层上，用 可以产生可以产生CdS。第六章2023-5-29347硒化法主要用于硒化法主要用于 的制造。的制造。8.与硅系薄膜不同，由于与硅系薄膜不同，由于CIGS是软材

37、料，因此不能是软材料，因此不能用用 ，可以用，可以用 。9.CIGS系太阳能电池，小面积电池片的转换效率已经达系太阳能电池，小面积电池片的转换效率已经达到到 的程度，而大面积模板的转换效率为的程度，而大面积模板的转换效率为 。10.为了实现串联太阳能电池，有必要对开发迟缓的为了实现串联太阳能电池，有必要对开发迟缓的 的材料的高品质化加快进程。的材料的高品质化加快进程。11.为了实现串联结构，有必要在部开发禁带宽度更广为了实现串联结构，有必要在部开发禁带宽度更广的的 。12.CIGS系太阳能电池的制造方法中，广泛使系太阳能电池的制造方法中，广泛使用用 、，除此之外，还有，除此之外，还有 、。第六

38、章2023-5-293513.多晶薄膜太阳电池中，开路电压（多晶薄膜太阳电池中，开路电压（Voc）是禁带宽）是禁带宽度（度（Eg）的函数，通常经验性地表示为）的函数，通常经验性地表示为 。14.CIGS系太阳能电池是以系太阳能电池是以 为特征的。为特征的。15.不使用青板玻璃时，也可以使用不使用青板玻璃时，也可以使用 、等等Na的化合物进行的化合物进行Na参加。参加。二、简答二、简答1.CIGS系半导体的特点有哪些？系半导体的特点有哪些？2.CIGS系太阳能电池的基本结构如何？可用图表进行说明。系太阳能电池的基本结构如何？可用图表进行说明。3.在在CIGS系太阳能电池的制造方法中，请介绍什么是

39、蒸镀系太阳能电池的制造方法中，请介绍什么是蒸镀法？什么是硒化法？法？什么是硒化法？4.在在CIGS系太阳能电池中，请说明添加系太阳能电池中，请说明添加Na好处有哪些？好处有哪些？第六章2023-5-29365.什么叫光照射效应？什么叫光照射效应？6.简述简述CIS和和CIGS系太阳能电池的新进展表现在哪些地方。系太阳能电池的新进展表现在哪些地方。三、论述三、论述1.请从材料、性能以及制造方法上，比较说明请从材料、性能以及制造方法上，比较说明Si系太阳能系太阳能电池和电池和CIS、CIGS系太阳能电池有哪些异同。系太阳能电池有哪些异同。2.请从材料开发及制造技术方面分析，如何才能提高请从材料开发

40、及制造技术方面分析，如何才能提高CIGS系太阳能电池的效率？系太阳能电池的效率？第六章2023-5-2937第七章第七章 -族太阳能电池族太阳能电池 7.1引言引言7.2-族半导体太阳能电池所用材料的特点族半导体太阳能电池所用材料的特点 7.3 GaAs系太阳能电池片的结构及其制法系太阳能电池片的结构及其制法 7.4 超高效率多结太阳能电池及其构成超高效率多结太阳能电池及其构成 7.5 聚光型太阳能电池技术及其现状聚光型太阳能电池技术及其现状 7.6 R&D领域的新进展领域的新进展2023-5-2938一、填空一、填空1.太阳能电池材料是由元素周期表中的太阳能电池材料是由元素周期表中的族元素族

41、元素 、和和族族 、元素组成的半导体，如用元素组成的半导体，如用 、等由等由-族化合物组族化合物组成的半导体所成的半导体所构成的太阳能电池。构成的太阳能电池。2.GaAs或或InP太阳能电池由于太阳能电池由于 且且 ，作为空间，作为空间太阳能电池已经被实用化。太阳能电池已经被实用化。3.太阳能电池材料的禁带宽度太阳能电池材料的禁带宽度Eg为为 左右，认为是最左右，认为是最合适的，合适的，Eg为为 的的GaAs及及 的的InP等应该是合适的。等应该是合适的。4.化合物半导体太阳能电池有化合物半导体太阳能电池有 、的种种优的种种优点，对于电池片结构，也在进行许多尝试。点，对于电池片结构，也在进行许

42、多尝试。第七章2023-5-29395.对于太阳能电池的制作，历来都是用常用的对于太阳能电池的制作，历来都是用常用的 ，但现在有可能多层生长的大面积化、规模生产化的但现在有可能多层生长的大面积化、规模生产化的 已成为主流。已成为主流。6.由于大多数化合物半导体的能带结构都是由于大多数化合物半导体的能带结构都是 型的，型的，因此不像间接跃迁型的因此不像间接跃迁型的Si那样容易产生太阳能电池特性那样容易产生太阳能电池特性的的 现象。现象。7.化合物半导体由于有化合物半导体由于有 能带结构，且能带结构，且 ，因此，因此作为薄膜太阳能电池显示出了可用性。作为薄膜太阳能电池显示出了可用性。8.-族在族在

43、Si结构上的第二课题是，由两者的热膨胀系结构上的第二课题是，由两者的热膨胀系数的差别引起的数的差别引起的 的裂缝的发生，因此试图降低的裂缝的发生，因此试图降低 的的方法是必要的。方法是必要的。9.外延生长技术，也从外延生长技术，也从 到到 、逐渐进行着逐渐进行着变迁。变迁。第七章2023-5-294010.GaAs以及以及 InP的禁带宽度分别为的禁带宽度分别为 ，与高效率，与高效率最适合的最适合的1.4 eV1.5 eV相近，故具有高效率的特点。相近，故具有高效率的特点。11.化合物半导体太阳能电池具有化合物半导体太阳能电池具有 、等优点。等优点。12.写出以下缩写的中文全称：写出以下缩写的

44、中文全称：MOCVD ，LED ，LPE ，Jsc ，Voc 。二、简答二、简答1.请例举几种请例举几种-族半导体太阳能电池，并说明该太阳族半导体太阳能电池，并说明该太阳能电池所用的材料有哪些特点？（能电池所用的材料有哪些特点？（P125-129）2.什么是什么是LPE法？并对该法作简单描述。法？并对该法作简单描述。3.什么是什么是MOCVD法？并对该法作简单描述。法？并对该法作简单描述。第七章2023-5-29414.什么是阿尼尔现象？什么是阿尼尔现象？(P131)5.-族化合物半导体太阳能电池主要分为哪几类？族化合物半导体太阳能电池主要分为哪几类？（P130）6.请写出短路光电流请写出短路

45、光电流Jsc 以及开放电压以及开放电压Voc，与少数载流子，与少数载流子扩散长度扩散长度L或者寿命或者寿命 的关系式，并指出各物理量所表示的的关系式，并指出各物理量所表示的意义。意义。7.什么是聚光型太阳能电池技术。什么是聚光型太阳能电池技术。三、论述三、论述1.从从-族半导体太阳能电池的材料成本、性能等，请族半导体太阳能电池的材料成本、性能等，请阐述色素增感薄膜太阳电池和聚光型太阳电池的目前发展阐述色素增感薄膜太阳电池和聚光型太阳电池的目前发展现状及未来发展方向。（现状及未来发展方向。（P126-138）第七章2023-5-2942第八章第八章 色素增感型太阳能电池色素增感型太阳能电池8.1

46、引言引言8.2色素增感型太阳能电池的特征色素增感型太阳能电池的特征8.3基本原理和理论可达到的效率基本原理和理论可达到的效率8.4 色素增感型太阳能电池的结构和制造方法色素增感型太阳能电池的结构和制造方法8.5 色素增感型太阳能电池技术的现状和性能色素增感型太阳能电池技术的现状和性能8.6 R&D领域的新进展领域的新进展2023-5-2943一、填空一、填空1.自自 年瑞士年瑞士EPFL的的Graetael教授开发出转换效率为教授开发出转换效率为 的新型色素增感型太阳电池问世以来，色素增感型太阳能的新型色素增感型太阳电池问世以来，色素增感型太阳能电池在全世界开始研究和应用起来，这种电池又叫电池

47、在全世界开始研究和应用起来，这种电池又叫 电池。电池。2.色素增感型太阳电池就是所谓的色素增感型太阳电池就是所谓的 ，很早以前就，很早以前就已开始研究。已开始研究。3.色素增感型太阳电池的理论可达到效率为色素增感型太阳电池的理论可达到效率为 。4.构成色素增感型太阳电池的构成色素增感型太阳电池的 等无机氧化物及色素等无机氧化物及色素的的 原材料硅等比金属价格便宜。原材料硅等比金属价格便宜。5.目前报道的色素增感型太阳能电池的最高转换效率的目前报道的色素增感型太阳能电池的最高转换效率的使用使用 、及及 的的TiO2色素增感型太阳能电池。色素增感型太阳能电池。2023-5-29446.由氧化物半导

48、体和色素进行组合由氧化物半导体和色素进行组合,可以制造出可以制造出 不不 同的多种多样的色素增感型太阳能电池。同的多种多样的色素增感型太阳能电池。7.由于使用有机色素增感型太阳能电池可通过由于使用有机色素增感型太阳能电池可通过 及及 除去除去,帮氧化物半导体光电极是有可能实现资源再利用的。帮氧化物半导体光电极是有可能实现资源再利用的。8.为了将增感色素上的跃迁电子有效地注入为了将增感色素上的跃迁电子有效地注入TiO2,层中层中,增增感色素激发态的能极必须不小于感色素激发态的能极必须不小于 的能级。的能级。9.TiO2光电极的准能级光电极的准能级,相对于相对于NHE为为 ，I-/I3的氧化的氧化

49、还原电位相对于还原电位相对于NHE被评价为被评价为 ，因此，将其组合起，因此，将其组合起来得到来得到0.9的最大电位。的最大电位。10.Greatzel Cell的一个特点就是根据选择的一个特点就是根据选择 可以制造可以制造各种不同的各种不同的 太阳能电池。太阳能电池。Greatzel Cell是由于是由于2个个 和由电极包围的和由电极包围的 所构成的。所构成的。2023-5-294511.为了提高光吸收效率为了提高光吸收效率,通过将更大的通过将更大的TiO2微粒子作微粒子作为为 ,或者为使微孔的容积增大从而使或者为使微孔的容积增大从而使 容易容易通过通过,而采用添加而采用添加 等有机基片，使

50、其在焙烧过程中等有机基片，使其在焙烧过程中能能 等方法。等方法。12.为了实现光在为了实现光在TiO2微粒子的微粒子的 和和 这一基本这一基本作用作用,需将需将 增感色素固定在表面上。增感色素固定在表面上。13.Ru增感色素的吡啶系配位具有增感色素的吡啶系配位具有 ,此吡啶酸基与此吡啶酸基与TiO2表面的表面的 结合形成酯结合形成酯,这样这样Ru色素就在色素就在TiO2表面以表面以 的形式被紧紧地固定。由于这种酯结合的形成的形式被紧紧地固定。由于这种酯结合的形成,电子移动电子移动就可以从就可以从 到到 有效地进行。有效地进行。14.色素增感型太阳电池的电解质溶液由色素增感型太阳电池的电解质溶液