第三章太阳能电池的材料种类及其物性.ppt

,按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,*,按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,第三章,太陽能電池的材料種類及其物性,3-1太陽能電池的材料種類,3-2太陽能電池的元件種類,3-3太陽能電池的基本物性,內容大綱,本,章節將討論以及探討的內容，主要,有,三大部分,：,太陽能電池的材料種類,太陽能電池的元件種類,太陽能電池的基本物性,52,3-1,太陽能電池的材料種類,代表性太陽能電池材料的種類以及分類，如圖,3-1,所示的。,圖,3-1,代表性太陽能電池材料的種類以及分類,52,3-1,太陽能電池的材料種類,太陽能電池用多晶矽原材料的主要生產廠商：,德國,Socmic,公司,挪威,REC,公司,美國,Hemlock Semiconductor,公司,日本,Tokuyama,公司,德國,Wacker Chemie,公司,日本,Mitsubishi Materials,公司,美國,MEMC Electronic Materials,公司,美國,ASiMi,公司,(Advanced Silicon Materials LLC),等。,美國,Hemlock,公司，是由美國,Dow Corning,公司、日本,Mitsubishi Materials,公司、以及日本,Shi-Etsu Handotai,公司所合資成立的公司。,53,3-2,太陽能電池的元件種類,代表性太陽能電池元件的種類以及分類，如圖,3-1,所示的。,圖,3-1,代表性太陽能電池材料的種類以及分類,54,3-2,太陽能電池的元件種類,圖,3-2,代表性太陽能電池元件的分類,55,單能隙及單接面型太陽能電池的能量損失，其主要的型態,：,輻射損失,(Radiative Losses),次能隙損失,(Sub Bandgap Losses),熱游離損失,(Thermionic Losses),3-2太陽能電池的元件種類,圖,3-3,代表性太陽能電池元件的能量損失型態,57,能量釋放方式的種類：,能帶內的能量釋放,(Intra-Band Energy Relaxation),能帶間的能量釋放,(Inter-Band Energy Relaxation),3-2太陽能電池的元件種類,圖,3-4,代表性太陽能電池元件的能量釋放型態,57,電子電洞對再復合的基本機制：,光子的發射,(Light Emission),聲子的發射,(Phonon Emission),歐傑效應,(Auger Effect),3-2太陽能電池的元件種類,59,3-2太陽能電池的元件種類,圖,3-5,代表性太陽能電池元件的電子電洞對再復合機制,59,3-3-1,太陽能電池的材料物性,圖,3-6,代表性鑽石立方晶格結構,(a),以及閃鋅礦立方晶格結構,(b),的示意圖,62,3-3-1,太陽能電池的材料物性,圖,3-7,代表性結晶方向,100,、結晶方向族,、結晶面,(100),、以及結晶面族,100,的示意圖,62,3-3-1,太陽能電池的材料物性,圖,3-8,代表性晶圓片的,111 n,型矽半導體、,100 n,型矽半導體、,111 p,型矽半導體、以及,100 p,型矽半導體等示意圖,63,3-3-1,太陽能電池的材料物性,表,3-1,不同種類太陽能電池，其基本物性的優點、缺點、以及發展方向,65,3-3-1,太陽能電池的材料物性,66,表,3-1,不同種類太陽能電池，其基本物性的優點、缺點、以及發展方向,太陽能電池元件的基本特性：,輸出特性,(Output Characteristics),光譜感度特性,(Spectral Characteristics),照度特性,(Illumination Characteristics),溫度特性,(Temperature Characteristics),非相配特性,(Miss Match Characteristics),二極體特性,(Diode Characteristics),3-3-2太陽能電池的基本特性,64,一、輸出特性,(Output Characteristics),3-3-2太陽能電池的基本特性,圖,3-9,太陽電池元件的電流,(i)-,電壓,(v),特性關係圖,67,3-3-2太陽能電池的基本特性,68,3-3-2太陽能電池的基本特性,68,3-3-2太陽能電池的基本特性,圖,3-10,太陽能電池元件的等效電路示意圖,69,3-3-2太陽能電池的基本特性,圖,3-11,太陽能電池元件的電壓、電流、以及電功率的曲線關係示意圖,70,二、光譜感度特性,3-3-2太陽能電池的基本特性,圖,3-12,太陽能電池元件的光譜感度特性,71,三、照度特性,在照度特性方面，太陽光的照度大小，將影響太陽能電池元件的電流,-,電壓特性,3-3-2太陽能電池的基本特性,圖,3-13,太陽能電池元件的照度特性,72,四、溫度特性,在溫度特性方面，半導體元件的能隙大小，將因材料、元件、以及製程等因素，而有所差異性的，如圖,3-14,所示,3-3-2太陽能電池的基本特性,圖,3-14,太陽能電池元件的溫度特性,73,五、非相配特性或不整合率特性,六、二極體特性,太陽能電池胞是由兩種不同屬性的半導體所構成的二極體元件，而此一二極體元件特性即是太陽能電池的二極體特性，如圖,3-15,所示,3-3-2太陽能電池的基本特性,74,3-3-2太陽能電池的基本特性,圖,3-15,太陽能電池元件的二極體特,74,在太陽能電池胞及其模組的輸出量測方面，其輸出量測輸出量測是一種可變負載方式的，而其主要的量測方式：,X-Y,記錄器方式,(X-Y Record Measurement),電容負載方式,(Capacitance Loading Measurement),偏電壓電源方式,(Bias Voltage Source Measurement),電子負載方式,(Electronic Loading Measurement),3-3-3,太陽能電池的特性量測,76,一、,X-Y,記錄器方式,在,X-Y,記錄器方式量測上，有電阻負載兩端子型的,(a),以及電源負載四端子型的,(b),等兩種，如圖,3-16,所示,X-Y,記錄器量測方式,(X-Y,Record Measurement,),，是測量太陽電池元件輸出特性的最簡單的方法。在圖,3-16(a),所示,3-3-3,太陽能電池的特性量測,76,3-3-3,太陽能電池的特性量測,圖,3-16X-Y,記錄器量測方式的基本原理示意圖,76,二、電容負載量測方式,3-3-3,太陽能電池的特性量測,圖,3-17,電容負載量測方式的基本原理示意圖,77,三、偏電壓電源量測方式,3-3-3,太陽能電池的特性量測,圖,3-18,偏電壓電源量測方式的基本原理示意圖,78,四、電子負載量測方式,3-3-3,太陽能電池的特性量測,圖,3-19,電子負載量測方式的基本原理示意圖,79,