有充分的清洁性绝对的安全性相对的广泛性确实的长寿命和免维护性资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。本论文的书写旨在掌握当前光电池的种类以及主流电池的制备方法光伏发电的背景光伏发电的原理，在此基础之上了解相关的光电池的社会应用。本论文设计确定了如下的基本思路硅光电池特性研究光伏发电产业的背景光伏发电的原理光电池的制备方法光电池的社会应用由于本人水平有限，加之时间紧迫，不妥之处疏漏的地方是难免的，敬请老师批评指正，谢谢。关键词硅光电池光伏发电太阳能电池光电池的基础光电池发展历史半导体材料与理论半导体材料的导电性能硅光电池特性研究硅光电池的基本原理硅光电池的主要特性硅光电池的主要参数和照度特性硅光电池的负载特性硅光电池的光谱特性硅光电池的温度特性硅光电池的特性研究实验测量硅光电池的光谱的响应特性测量硅光电池的负载特性光电池的制造表面绒面化绒面受光面积绒面反射率发射区扩散钝化与淀积淀积共烧形成金属接触电池片测试光电池的测试原理光电池的应用光电池的运用范围光电池的种类硅光电池多元化合物薄膜光电池聚合物多层修饰电极型光电池纳米晶光电池有机光电池光电池家庭化的应用光电池的市场与应用我国光电池的发展状况与新进展总结参考文献致谢光电池的基础光电池发展历史从法国科学家发现液体的光生伏特效应简称光伏现象算起，光电池已经经过了多年漫长的发展历史。从总的发展来看，基础研究和技术进步都起到了积极推进的作用。对光电池的实际应用起到决定性作用的是美国贝尔实验室三位科学家关于单晶硅光电池的研制成功，在光电池发展史上起到了里程碑的作用。至今为止，光电池的基本结构和机理没有改变，光电池后来的发展主要是薄膜电池的研发，如非晶硅光电池光电池光电池和纳米敏化光电池等，此外主要的是生产技术的进步，如丝网印刷多晶硅光电池生产工艺的成功开发，特别是氮化硅薄膜的减反射和钝化技术的建立以及生产工艺的高度自动化等。具体的发展时段如下法国实验物理学家发现液体的光生伏特效应，简称为光伏效应和研究了硒的光伏效应，并制作第片硒太阳电池美国发明家描述了第片硒太阳电池的原理发现铜与氧化亚铜结合在起具有光敏特性波兰科学家发展生长单晶硅的提拉法工艺德国物理学家爱因斯坦由于年提出的解释光电效应的理论获得诺贝尔物理奖研究氧化亚铜铜太阳电池，发表新型光伏电池论文和发现硫化镉的光伏现象州立大学博士完成基于太阳光谱的具有不同带隙宽度的各类材料光电转换效率的第个理论计算实验室的等报道硫化镉的光伏现象，美国无线电公司电子的单晶硅电池效率达到，和获得太阳能转换器件专利权电子实现可商业化单晶硅电池效率达到，并通过用网栅电极来显著减少光伏电池串联电阻卫星探险家号发射，共用片电池列阵，每片平方厘米，共约法国人在尼日尔乡村学校安装个硫化镉光伏系统，用于教育电视供电世界太阳电池年产量超过世界太阳电池年产量超过等报道碲化镉电池效率达到单晶硅太阳电池售价约为太阳电池年产量超过太阳电池年产量超过德国多晶硅太阳电池效率达非晶硅电池占市场份额，降为年的，占而占通过技术突破，太阳电池成本进步降低，在世界能源供应中占有定的份额德国可再生能源发电达到半导体材料与理论光电池是以半导体材料为基础的种具有能量转换功能的半导体器件。至今为止，与集成电路样，占绝对主导市场的光电池也是以硅材料为主的。为了全面系统了解太阳电池，有必要对半导体材料，特别是硅材料作必要的了解。按导电性强弱，材料般可分为三大类，即导体半导体和绝缘体。半导体材料的导电性能杂特性掺入微量的杂质简称掺杂能显著的改变半导体的导电能力。杂质含量改变能引起载流子浓度变化，半导体材料电阻率随之发生很大变化。在同种材料中掺入不同类型的杂质，可以得到不同导电类型的半导体材料。温度特性温度也能显著改变半导体材料的导电性能。般来说，半导体的导电能力随温度升高而迅速增加，即半导体的电阻率具有负的温度系数。而金属的电阻率具有正的温度系数，且其随温度的变化很慢。环境特性半导体的导电能力还会随光照而发生变化称为光电导现象。此外，半导体的导电能力还会随所处环境的电场磁场压力和气氛的作用等而变化。硅光电池特性研究硅光电池的基本原理光电池是种光电转换元件，不用外加电源而能直接把光能转换成电能。它的种类很多，常见的有硒锗硅砷化镓氧化铜硫化铊硫化镉等。其中最受重视应用最广的是硅光电池。它有系列的优点性能稳定，光谱范围宽，频率响应好，转换效率高，能耐高温辐射等。同时它的光谱灵敏度与人眼的灵敏度最相近，所以，它在很多分析仪器测量仪器曝光表以及自动控制监测计算机的输入和输出上用作探测元件，在现代科学技术中占有十分重要地位。本实验仅对硅光电池的基本特性和简单应用作基本的了解和研究。硅光电池是种结的单结光电池，当光照射到结时，由于光激发的光生载流子的迁移，使结两端产生了光生电动势，如果他与外电路中的负载接通，则负载电路中将由光电流产生。硅光电池结构图光防反射膜硅光电池外形图结硅光电池原理结构图硅光电池可分为单晶硅光电池和多晶硅光电池，其中本实验中使用的型硅光电池属于单晶硅光电池。下圖是常用的硅光电池的外形及结构示意图，为提高效率，在器件的受光面上进行氧化，形成保护膜，以防止表面反射光，并且表面电极做成梳妆，减少光生载流子的复合机会。单晶硅光电池的转换率般在左右，最高可达。目前，使用较广发的太阳能电池属于多晶硅光电池，转换率约为。多晶硅光电池采用价格低廉的多晶硅作材料，而且可用简单的真空涂镀法制造，其大小不受晶体的大小限制，可制作大面积光电池。硅光电池的主要特性硅光电池的主要参数和照度特性开路电压曲线。硅光电池在定的光照条件下的光生电动势称为开路电压，开路电压与入射光照度的特性曲线称为开路电压曲线。短路电流曲线。在定光照条件下，光电池被短路时所输出的光电流值称为短路光电流。光电流密度与照度的特性曲线称为短路电流曲线。图为硅光电池的开路电压曲线和短路电流曲线，其中曲线是负载电阻无穷大时的开路电压特性曲线，曲线是负载电阻相对于光电池内阻很小时的短路电流特性曲线。开路电压与光照度的关系是非线性的，而且在光照度为时就趋于饱和，而短路电流在很大范围内与光照度成线性关系，负载电阻越小，这种线性关系越好，而且线性范围越宽。图硅光电池的光电特性开路电压特性曲线短路电流特性曲线硅光电池的负载特性硅光电池的伏安特性与最佳匹配。随着负载电阻的变化，回路中电流和硅光电池两端的电压相应地变化，称为硅光电池的伏安特性。当负载电阻取值时，其输出功率最大，这称为最佳匹配，此时所用的电阻称为最佳匹配电阻。硅光电池的内阻。从理论上可以推导出硅光电池的内阻等于开路电压除以短路电流。可以观察到光照面积不同时，硅光电池的内阻将发生变化。硅光电池的光谱特性在入射光能量保持定的情况下，短路电流与不同的入射光频率波长之间的关系称为光电池的光谱特性。图为硅光电池光谱特性曲线，从曲线可看出，硅光电池应用的范围，峰值波长在附近，因此硅光电池可以在很宽的范围内应用。图硅光电池光谱特性硅光电池的温度特性硅光电池的开路电压短路电流随温度变化的曲线表征了它的温度特性。由于它关系到应用光电池的仪器设备的温度漂移，影响测量精度或控制精度等重要指标，因此温度特性是光电池的重要特性之。图为硅光电池的温度特性曲线，图中可以看出硅光电池开路电压随温度上升而明显下降，短路电流随温度上升却是缓慢增加的。因此，光电池作为检测元件时，应考虑温度漂移的影响，并采用相应的措施进行补偿。图硅光电池温度特性开路电压短路电流硅光电池的特性研究实验实验仪器实验用具电位差计硅光电池型，面积，光强，温度为时，开路电压大于，短路电流为，光谱峰值在范围内，光源，聚光透镜，检流计，滤色片，偏振片，开关等。测量硅光电池的光谱的响应特性把入射光挡掉，把检流计打到挡，然后把检流计调到零。点亮白炽灯光源，并把发光灯丝对焦成像在单色议的狭缝上面使硅光电池接受的光电流不要超过检流计的刻度。以硅光电池为接受接收元件，转动波鼓为，。在进行测量前，定要把波鼓转到的位置，检查光电流是否大小适当，不要超过检流计的量程。数据测三次，取平均值，把实验测得的数据列于表。表硅光电池的光谱响应特性读数对应波长光电流格光电流平均值根据表的数据，以光波波长为横坐标，光电路强度为纵坐标，作硅光电池的光谱响应特性曲线，如图所示从硅光电池的光谱响应特性曲线可以看出，光电流在波长到的范围内，是随着波长的增长而逐渐的变大。测量硅光电池的负载特性按如图连接好电路实验装置盖住硅光电池的光入射口，把电流计调零。打开激光器，正射到硅光电池上，测量不同负载电阻值下的电流和电压值，并将实验数据列于表二表二电阻与硅光电池的输出功率关系表电阻电流电压功率根据表二的数据，以电阻为横坐标，输出功率为纵坐标，作电阻和输出功率的关系曲线，如图所示硅光电池的负载曲线由表二的数据及图的负载曲线可以看出，当电阻为时，硅光电池有最大输出功率，由于在实验中，之后的测量点太少，使到曲线的峰值不是很明显。实验中，光功率为光，最大输出功率输出，所以硅光电池的转换效率输出光。光电池的制造制造太阳电池片，首先要对经过清洗的硅片，在高温石英管扩散炉对硅片表面作扩散掺杂，般掺杂物为微量的硼磷锑等。目的是在硅片上形成结。然后采用丝网印刷法，用精配好的银浆印在硅片上做成栅线，经过烧结，同时制成背电极，并在有栅线的面涂覆减反射膜，单晶硅太阳电池的单体片就制成了。单体片经过检测，即可按所需要的规格组装成太阳电池组件太阳电池板，用串联和并联的方法构成定的输出电压和电流。最后用框架和装材料进行封装，组成各种大小不同太阳电池阵列