光电动势材料

光电动势材料 光感电池是什么?

光感电池是什么?

光感电池是什么?

光感电池是什么?光感电池也叫太阳能电池,直接把太阳光转变成电。因此光感电池的特点是能够把地球从太阳辐射中吸收的大量光能转化换成电能。是一种在光的照射下产生电动势的半导体元件。

光感电池主要成分:氧化硅。最早的光电池是用掺杂的氧化硅来制作的,掺杂的目的是为了影响电子或空穴的行为。

光感电池是什么?

光感电池主要成分:氧化硅。

最早的光电池是用掺杂的氧化硅来制作的,掺杂的目的是为了影响电子或空穴的行为。其它的材料,例如CIS,CdTe和GaAs,也已经被开发用来作为光电池的材料。有二种基本类型的半导体材料,分别叫做正电型(或P型态)和负电型(或N型态)。在一个PV电池中,这些材料的薄片被一起放置,而且他们之间的实际交界叫做P-N节。通过这种结构方式,P-N节暴露于可见光,红外光或紫外线下,当射线照射到P-N节的时候,在P-N节的两侧产生电压,这样连接到P型材料和N型材料上的电极之间就会有电流通过。

材料的光电转换效率会有极限吗?

材料的光电转换效率是有极限的。

这里的材料是指能把光能转换成电能的一类能量转换功能材料,可以分为①光电子发射材料②光电导材料③光电动势材料。

光电转换是通过光生伏特效应把太阳辐射能直接转换成电能的过程。下面主要通过光电动势材料(太阳能电池)来说明。

具有光生伏特效应的材料称为光电动势材料,其最主要的应用为太阳能电池。太阳能电池根据所用材料的不同,可分为:硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池、有机太阳能电池、塑料太阳能电池,其中硅太阳能电池是发展最成熟的,在应用中居主导地位。

光电转换效率是指单位时间内外电路中产生的电子数与单位时间内入射单色光子数之比,用来衡量太阳能电池将光能转化为电能的能力。通过大量的研究事实证明,太阳能电池转换效率的高低与①照射的太阳光光强②制作电池的材料③吸收材料的禁带宽,④工艺水平等有关。

首次计算出太阳能电池光电转换极限效率的是肖克利-奎伊瑟(Shockley-Queisser)两位物理学家,故太阳能电池的光电极限效率(热力学极限效率)又叫肖克利-奎伊瑟(Shockley-Queisser)极限,见下图:

最大理论效率与吸收体禁带宽度的关系。

不同材料的太阳能电池光电转换极限效率不同,曲线上的最大值即为该材料的光电转换极限效率,1961年人们就已经知道,传统太阳能电池的光电转化效率存在肖克利·奎伊瑟效率极限,对目前太阳能电池板广泛使用的单层硅基太阳能电池来说,其光电转换效率极限约为32\%。

人们在提高太阳能电池的光电转换效率的同时,不可不考虑其可行性,必须从原材料获取的难易、材料是否有毒、对环境是否会造成污染、制作工艺的难易、成本的高低、电池寿命的长短、安装的难易、回收的难易程度及是否会带出新问题等各方面来考虑。