第6章 第三代太陽能電池

1、6.16.1概述概述主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：1 1、復(fù)習(xí)太陽能發(fā)電過程中的能量損失、復(fù)習(xí)太陽能發(fā)電過程中的能量損失2 2、討論太陽能電池轉(zhuǎn)換效率極限的意義、討論太陽能電池轉(zhuǎn)換效率極限的意義3 3、太陽能電池效率極限的方法、太陽能電池效率極限的方法4 4、肖克來（、肖克來（Shockley-Queisser)Shockley-Queisser)極限效率的計(jì)極限效率的計(jì)算過程算過程5 5、理論極限效率中的損耗分析，第三代太陽能、理論極限效率中的損耗分析，第三代太陽能電池概念電池概念6.16.1概述概述太陽能發(fā)電過程中的三大能量損失：太陽能發(fā)電過程中的三大能量損失：1 1、光學(xué)損失、光學(xué)損失2 2、光電

2、轉(zhuǎn)換比例損失、光電轉(zhuǎn)換比例損失3 3、電流傳輸過程中的損失、電流傳輸過程中的損失E0圖1ITI0IR太陽光太陽光反射光反射光射入光射入光太陽能電池太陽能電池產(chǎn)生電能產(chǎn)生電能輸出電能輸出電能E內(nèi)耗電能內(nèi)耗電能透射光透射光6.16.1概述概述太陽能發(fā)電過程中的三大能量損失：太陽能發(fā)電過程中的三大能量損失：E0圖1ITI0IR太陽光太陽光反射光反射光射入光射入光太陽能電池太陽能電池產(chǎn)生電能產(chǎn)生電能輸出電能輸出電能E內(nèi)耗電能內(nèi)耗電能透射光透射光前電極柵線損失后表面透射損失前表面反射損失光學(xué)損失6.16.1概述概述太陽能發(fā)電過程中的三大能量損失：太陽能發(fā)電過程中的三大能量損失：高于帶隙的能量損失體、表面

3、復(fù)合俄歇復(fù)合輻射復(fù)合各種復(fù)合損失吸收低于材料帶隙的光不被轉(zhuǎn)換比例損失6.16.1概述概述太陽能發(fā)電過程中的三大能量損失：太陽能發(fā)電過程中的三大能量損失：電池漏電損失電池串聯(lián)電阻損失電流傳輸損失 有些損失可以通過電池工藝技術(shù)改進(jìn)來減有些損失可以通過電池工藝技術(shù)改進(jìn)來減少和消除。然而另外一些損失具有物理本質(zhì)規(guī)少和消除。然而另外一些損失具有物理本質(zhì)規(guī)律，采用普通方法無法減少或消除。律，采用普通方法無法減少或消除。6.16.1概述概述討論太陽能電池轉(zhuǎn)換效率極限的意義：討論太陽能電池轉(zhuǎn)換效率極限的意義：1、為太陽電池發(fā)展方向提高參考方向，能更好、為太陽電池發(fā)展方向提高參考方向，能更好理解電池轉(zhuǎn)換效率的發(fā)

4、展歷程；理解電池轉(zhuǎn)換效率的發(fā)展歷程；2、對于技術(shù)的改進(jìn)提供參考依據(jù)。、對于技術(shù)的改進(jìn)提供參考依據(jù)。6.16.1概述概述太陽能電池極限效率的幾種推算方法：太陽能電池極限效率的幾種推算方法：1、基于能量守恒定律的推算；、基于能量守恒定律的推算；2、根據(jù)卡若循環(huán)原理推算；、根據(jù)卡若循環(huán)原理推算；3、肖克來（、肖克來（Shockley-Queisser)詳細(xì)平衡的詳細(xì)平衡的計(jì)算法計(jì)算法6.16.1概述概述太陽能電池極限效率的幾種推算方法：太陽能電池極限效率的幾種推算方法：1、基于能量守恒定律的推算；、基于能量守恒定律的推算； 根據(jù)能量轉(zhuǎn)換守恒定律，可以推算出極限根據(jù)能量轉(zhuǎn)換守恒定律，可以推算出極限效率

5、為效率為100%。6.16.1概述概述太陽能電池極限效率的幾種推算方法：太陽能電池極限效率的幾種推算方法：2、根據(jù)卡若循環(huán)原理推算；、根據(jù)卡若循環(huán)原理推算； 考慮發(fā)出太陽能光譜的熱源溫度考慮發(fā)出太陽能光譜的熱源溫度T1為為6000K，電池的使用溫度，電池的使用溫度T2為為300K。根據(jù)卡若。根據(jù)卡若循環(huán)原理，可以通過下式計(jì)算轉(zhuǎn)換效率。循環(huán)原理，可以通過下式計(jì)算轉(zhuǎn)換效率。12-1TT%956000300-16.16.1概述概述（Shockley-Queisser）詳細(xì)平衡的計(jì)算法）詳細(xì)平衡的計(jì)算法：推算的前提條件；推算的前提條件；1、無光學(xué)損失；、無光學(xué)損失；2、電流傳輸過程中的損失為、電流傳輸

6、過程中的損失為0，即無電流傳輸，即無電流傳輸損失；損失；3、無體復(fù)合、表面復(fù)合、俄歇復(fù)合，僅考慮輻、無體復(fù)合、表面復(fù)合、俄歇復(fù)合，僅考慮輻射復(fù)合，實(shí)際上無各種復(fù)合損失；射復(fù)合，實(shí)際上無各種復(fù)合損失；4、低于材料帶隙的光子不被電池吸收；、低于材料帶隙的光子不被電池吸收；5、一個光子只產(chǎn)生一個電子；、一個光子只產(chǎn)生一個電子；6、高于帶隙的能量將以熱量的形式損失掉。、高于帶隙的能量將以熱量的形式損失掉。6.16.1概述概述（Shockley-Queisser）詳細(xì)平衡的計(jì)算法）詳細(xì)平衡的計(jì)算法：推算的主要損失；推算的主要損失；1、低于材料帶隙的光子不被電池吸收；、低于材料帶隙的光子不被電池吸收；2、

7、一個光子只產(chǎn)生一個電子；、一個光子只產(chǎn)生一個電子；3、高于帶隙的能量將以熱量的形式損失掉。、高于帶隙的能量將以熱量的形式損失掉。導(dǎo)帶導(dǎo)帶價帶價帶E6.16.1概述概述（Shockley-Queisser）詳細(xì)平衡的計(jì)算法）詳細(xì)平衡的計(jì)算法：推算的原理；推算的原理； 利用下面效率的計(jì)算式，根據(jù)前面的三種利用下面效率的計(jì)算式，根據(jù)前面的三種能量損失，分別計(jì)算出電池的短路電流、開路能量損失，分別計(jì)算出電池的短路電流、開路電壓、填充因子三個電參數(shù)，從得出效率極限。電壓、填充因子三個電參數(shù)，從得出效率極限。光IFFUIOCSC6.16.1概述概述（Shockley-Queisser）詳細(xì)平衡的計(jì)算法）詳

8、細(xì)平衡的計(jì)算法：短路電流的計(jì)算；短路電流的計(jì)算； 短路電流等于光生電流，等于單位時間通短路電流等于光生電流，等于單位時間通過電池橫截面的電量，電量等于電子數(shù)乘以電過電池橫截面的電量，電量等于電子數(shù)乘以電子電量，電子數(shù)等于光子數(shù)。子電量，電子數(shù)等于光子數(shù)。2TEfqAIIgwphSC2/232233212kTExggedxxTchkTE6.16.1概述概述（Shockley-Queisser）詳細(xì)平衡的計(jì)算法）詳細(xì)平衡的計(jì)算法：短路電流的分析；短路電流的分析； 短路電流只與材料的帶隙有關(guān)，帶隙越小短路電流只與材料的帶隙有關(guān)，帶隙越小短路電流越大。短路電流越大。6.16.1概述概述（Shockle

9、y-Queisser）詳細(xì)平衡的計(jì)算法）詳細(xì)平衡的計(jì)算法：開路電壓的計(jì)算；開路電壓的計(jì)算； 開路電壓與光生電流和飽和電流有關(guān)。開路電壓與光生電流和飽和電流有關(guān)。01ln2IIUphqkTOC21exp20kTEggeCkTEcI6.16.1概述概述（Shockley-Queisser）詳細(xì)平衡的計(jì)算法）詳細(xì)平衡的計(jì)算法：開路電壓的分析；開路電壓的分析； 開路電壓與材料的帶隙有關(guān)，帶隙越大，開路電壓與材料的帶隙有關(guān)，帶隙越大，開路電壓越大。開路電壓越大。EgV0C6.16.1概述概述（Shockley-Queisser）詳細(xì)平衡的計(jì)算法）詳細(xì)平衡的計(jì)算法：填充因子的計(jì)算；填充因子的計(jì)算； 對于無

10、傳輸能量損失，填充只于開路電壓對于無傳輸能量損失，填充只于開路電壓有關(guān)。有關(guān)。172.0ln00OCOCCVVVFFFFqkTUVOCOC/26.16.1概述概述（Shockley-Queisser）詳細(xì)平衡的計(jì)算法）詳細(xì)平衡的計(jì)算法：填充因子的分析；填充因子的分析； 開路電壓越大，填充因子越大。即帶隙越開路電壓越大，填充因子越大。即帶隙越大，填充因子越大。大，填充因子越大。EgFF6.16.1概述概述（Shockley-Queisser）詳細(xì)平衡的計(jì)算法）詳細(xì)平衡的計(jì)算法：極限效率的分析；極限效率的分析；EgV0CEgFF光IFFUIOCSC6.16.1概述概述（Shockley-Queis

11、ser）詳細(xì)平衡的計(jì)算法）詳細(xì)平衡的計(jì)算法：極限效率的分析；極限效率的分析； 極限效率僅與電池材極限效率僅與電池材料的帶隙有關(guān)，當(dāng)電池材料的帶隙有關(guān)，當(dāng)電池材料帶隙為料帶隙為0時由于電壓為時由于電壓為0，所以轉(zhuǎn)換效率為所以轉(zhuǎn)換效率為0。當(dāng)電池。當(dāng)電池材料帶隙非常大時由于短材料帶隙非常大時由于短路電流為路電流為0，所以轉(zhuǎn)換效率，所以轉(zhuǎn)換效率也為也為0。只有在某一帶隙時。只有在某一帶隙時極限效率最大。極限效率最大。6.16.1概述概述由于物理本質(zhì)導(dǎo)致極限效率損耗的因數(shù)由于物理本質(zhì)導(dǎo)致極限效率損耗的因數(shù)：1、光子能量大于帶隙時，大于帶隙的那部分能、光子能量大于帶隙時，大于帶隙的那部分能量以熱的形式散

12、發(fā)出去（占量以熱的形式散發(fā)出去（占33%）。）。2、低于帶隙的光不被吸收而從電池透射出；、低于帶隙的光不被吸收而從電池透射出；（占（占23%)。6.16.1概述概述由于物理本質(zhì)導(dǎo)致極限效率損耗的因數(shù)由于物理本質(zhì)導(dǎo)致極限效率損耗的因數(shù)：3、PN結(jié)和接觸處的電壓損失。結(jié)和接觸處的電壓損失。作業(yè)作業(yè)1、簡述二氧化鈦染料敏化電池的工作原、簡述二氧化鈦染料敏化電池的工作原理（過程）；理（過程）；2、簡述染料敏化電池的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)；、簡述染料敏化電池的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)；3、肖克來（、肖克來（Shcokley-Queisser）效率）效率極限計(jì)算沒有考慮了哪些損失？極限計(jì)算沒有考慮了哪些損失？6.2 6.2 量子阱

13、太陽能電池量子阱太陽能電池主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：1 1、第三代太陽能電池技術(shù)的類型、第三代太陽能電池技術(shù)的類型2 2、各種太陽能電池技術(shù)的特點(diǎn)、各種太陽能電池技術(shù)的特點(diǎn)3 3、量子點(diǎn)和量子阱太陽能電池、量子點(diǎn)和量子阱太陽能電池6.2 6.2 量子阱太陽能電池量子阱太陽能電池第一、二代太陽能電池極限效率的損耗因數(shù)第一、二代太陽能電池極限效率的損耗因數(shù)：1、光子能量大于帶隙時，大于帶隙的那部分能、光子能量大于帶隙時，大于帶隙的那部分能量以熱的形式散發(fā)出去（占量以熱的形式散發(fā)出去（占33%）；）；2、低于帶隙的光不被吸收而從電池透射出（占、低于帶隙的光不被吸收而從電池透射出（占23%)；3、PN結(jié)和接

14、觸處的電壓損失結(jié)和接觸處的電壓損失6.2 6.2 量子阱太陽能電池量子阱太陽能電池第三代太陽能電池技術(shù)的主要類型第三代太陽能電池技術(shù)的主要類型：1、多載流子產(chǎn)生技術(shù)多載流子產(chǎn)生技術(shù) 一個光子產(chǎn)生兩對（或者兩對）以上電子一個光子產(chǎn)生兩對（或者兩對）以上電子空穴對?？昭▽?。2、熱載流子電池技術(shù)熱載流子電池技術(shù) 產(chǎn)生的高能電子在放熱前被快速導(dǎo)出。產(chǎn)生的高能電子在放熱前被快速導(dǎo)出。導(dǎo)帶導(dǎo)帶價帶價帶E6.2 6.2 量子阱太陽能電池量子阱太陽能電池第三代太陽能電池技術(shù)的主要類型第三代太陽能電池技術(shù)的主要類型：3、疊層太陽能電池疊層太陽能電池 將不同帶隙的電池堆疊在一起。將不同帶隙的電池堆疊在一起。4、多

15、帶隙太陽能電池技術(shù)多帶隙太陽能電池技術(shù) 通過特殊材料設(shè)計(jì)，在禁帶中間引入中間通過特殊材料設(shè)計(jì)，在禁帶中間引入中間帶隙和雜質(zhì)能級。帶隙和雜質(zhì)能級。5、利用光譜轉(zhuǎn)換材料利用光譜轉(zhuǎn)換材料6.2 6.2 量子阱太陽能電池量子阱太陽能電池第三代太陽能電池技術(shù)的主要類型第三代太陽能電池技術(shù)的主要類型：6、聚光太陽能電池技術(shù)聚光太陽能電池技術(shù) 采用聚光可以減少電壓損失。采用聚光可以減少電壓損失。7、表面等離子體電池技術(shù)表面等離子體電池技術(shù) 通過特殊材料設(shè)計(jì)，在禁帶中間引入中間通過特殊材料設(shè)計(jì)，在禁帶中間引入中間帶隙和雜質(zhì)能級。帶隙和雜質(zhì)能級。8、納米天線太陽能電池技術(shù)納米天線太陽能電池技術(shù)6.2 量子阱太陽

16、能電池量子阱太陽能電池主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：1 1、第三代太陽能電池技術(shù)的類型、第三代太陽能電池技術(shù)的類型2 2、各種太陽能電池技術(shù)的特點(diǎn)、各種太陽能電池技術(shù)的特點(diǎn)3 3、量子點(diǎn)和量子阱太陽能電池、量子點(diǎn)和量子阱太陽能電池6.2 6.2 量子阱太陽能電池量子阱太陽能電池1、多載流子電池技術(shù)原理、多載流子電池技術(shù)原理： 高能光子首先產(chǎn)生電子空穴對（高能光子首先產(chǎn)生電子空穴對（e1、h1），），隨后多余的能量（隨后多余的能量（hv-Eg）用于產(chǎn)生第二對電）用于產(chǎn)生第二對電子空穴對（子空穴對（e2、h2）。）。導(dǎo)帶導(dǎo)帶價帶價帶E6.2 6.2 量子阱太陽能電池量子阱太陽能電池多載流子電池材料特點(diǎn)多載流

17、子電池材料特點(diǎn)： 1、材料具有較低的間接帶隙，第二帶隙應(yīng)為、材料具有較低的間接帶隙，第二帶隙應(yīng)為具有強(qiáng)光子吸收的直接帶隙，具有強(qiáng)光子吸收的直接帶隙，2、帶隙結(jié)構(gòu)必須使一個光子能夠產(chǎn)生熱載流子、帶隙結(jié)構(gòu)必須使一個光子能夠產(chǎn)生熱載流子和冷載流子，和冷載流子，3、平行帶（導(dǎo)帶和價帶）具有強(qiáng)吸收，、平行帶（導(dǎo)帶和價帶）具有強(qiáng)吸收，4、存在幾個直接帶隙以便吸收太陽光譜中大部、存在幾個直接帶隙以便吸收太陽光譜中大部分藍(lán)光。分藍(lán)光。6.2 6.2 量子阱太陽能電池量子阱太陽能電池1、多載流子電池技術(shù)原理、多載流子電池技術(shù)原理： 在沒有聚光的情況下理論最大轉(zhuǎn)換效率為在沒有聚光的情況下理論最大轉(zhuǎn)換效率為43%，

18、在最大聚光情況下，理論最大轉(zhuǎn)換效率，在最大聚光情況下，理論最大轉(zhuǎn)換效率為為85%。6.2 6.2 量子阱太陽能電池量子阱太陽能電池2、熱載流子電池技術(shù)原理、熱載流子電池技術(shù)原理： 載流子收集必須發(fā)生在載流子冷卻階段之載流子收集必須發(fā)生在載流子冷卻階段之前，即載流子必須迅速穿越電池或者采用某種前，即載流子必須迅速穿越電池或者采用某種方法減慢載流子的冷卻速率。這需要特別的接方法減慢載流子的冷卻速率。這需要特別的接觸來阻止載流子的冷卻。觸來阻止載流子的冷卻。導(dǎo)帶導(dǎo)帶價帶價帶E 這種電池的理論效率這種電池的理論效率極限接近無限疊層電池極極限接近無限疊層電池極限效率的限效率的86.8%。6.2 6.2

19、量子阱太陽能電池量子阱太陽能電池2、熱載流子電池的結(jié)構(gòu)、熱載流子電池的結(jié)構(gòu)： 熱載流子電池由三明治結(jié)構(gòu)。帶有特殊單熱載流子電池由三明治結(jié)構(gòu)。帶有特殊單能量接觸的選擇性膜片，其僅允許具有中心能能量接觸的選擇性膜片，其僅允許具有中心能量量Ee附近的電子通過。另外一邊的選擇性膜片，附近的電子通過。另外一邊的選擇性膜片，僅允許具有中心能量僅允許具有中心能量Eh附近的空穴通過。附近的空穴通過。6.2 6.2 量子阱太陽能電池量子阱太陽能電池3、疊層電池的原理、疊層電池的原理： 為了消除熱損失，要為了消除熱損失，要求被吸收光子的能量僅僅求被吸收光子的能量僅僅比電池帶隙高一點(diǎn)點(diǎn)，這比電池帶隙高一點(diǎn)點(diǎn)，這就導(dǎo)

20、出了疊層電池的概念。就導(dǎo)出了疊層電池的概念。對獨(dú)立工作電池的無限堆對獨(dú)立工作電池的無限堆疊進(jìn)行計(jì)算，直射太陽光疊進(jìn)行計(jì)算，直射太陽光轉(zhuǎn)換效率為轉(zhuǎn)換效率為86.8%。導(dǎo)帶導(dǎo)帶導(dǎo)帶導(dǎo)帶價帶價帶6.2 6.2 量子阱太陽能電池量子阱太陽能電池3、疊層電池的結(jié)構(gòu)、疊層電池的結(jié)構(gòu)： GaInP頂電池帶隙為頂電池帶隙為1.89電子伏特，電子伏特，GaAs中中間電池的帶隙為間電池的帶隙為1.42電子伏特，電子伏特，Ge底電池的帶隙底電池的帶隙為為0.67電子伏特。電子伏特。6.2 6.2 量子阱太陽能電池量子阱太陽能電池4、多帶隙太陽能電池技術(shù)、多帶隙太陽能電池技術(shù)： 通過對基質(zhì)材料進(jìn)行修飾產(chǎn)生中間能級或中

21、通過對基質(zhì)材料進(jìn)行修飾產(chǎn)生中間能級或中間能帶，中間能級或中間能帶又產(chǎn)生多個能隙，間能帶，中間能級或中間能帶又產(chǎn)生多個能隙，以便吸收寬能量范圍的光子。通過帶隙中的雜質(zhì)以便吸收寬能量范圍的光子。通過帶隙中的雜質(zhì)態(tài)進(jìn)行兩步產(chǎn)生，來利用次帶隙光子（能量低于態(tài)進(jìn)行兩步產(chǎn)生，來利用次帶隙光子（能量低于帶隙的光子）。帶隙的光子）。6.2 6.2 量子阱太陽能電池量子阱太陽能電池5、利用光譜轉(zhuǎn)換材料、利用光譜轉(zhuǎn)換材料： 普通的硅太陽電池，當(dāng)光子能量在普通的硅太陽電池，當(dāng)光子能量在1.12電子電子伏特時其轉(zhuǎn)換效率最高，接近伏特時其轉(zhuǎn)換效率最高，接近100%。所以將太。所以將太陽光譜轉(zhuǎn)換能量在陽光譜轉(zhuǎn)換能量在1.

22、12電子伏特的光子，普通硅電子伏特的光子，普通硅太陽電池轉(zhuǎn)換效率會得到很大的提升。太陽電池轉(zhuǎn)換效率會得到很大的提升。 將高能光子轉(zhuǎn)化為低能光子材料應(yīng)在電池的將高能光子轉(zhuǎn)化為低能光子材料應(yīng)在電池的前端，而將低能光子轉(zhuǎn)化為高能光子材料應(yīng)在電前端，而將低能光子轉(zhuǎn)化為高能光子材料應(yīng)在電池的后端，并配有反射裝置。池的后端，并配有反射裝置。6.2 6.2 量子阱太陽能電池量子阱太陽能電池7、利表面等離子體電池技術(shù)、利表面等離子體電池技術(shù)： 使用表面等離子體可以使特定波長光子的吸使用表面等離子體可以使特定波長光子的吸收得到選擇性的提高。金屬顆粒覆蓋在電池的表收得到選擇性的提高。金屬顆粒覆蓋在電池的表面，且金

23、屬顆粒的尺寸遠(yuǎn)小于光子的波長。面，且金屬顆粒的尺寸遠(yuǎn)小于光子的波長。 圖是圖是20納米到納米到100納米的銀顆粒覆蓋的情況，納米的銀顆粒覆蓋的情況，對于波長大于對于波長大于700納米的光子吸收增強(qiáng)明顯。納米的光子吸收增強(qiáng)明顯。6.2 6.2 量子阱太陽能電池量子阱太陽能電池8、納米天線太陽能電池技術(shù)、納米天線太陽能電池技術(shù)： 采用納米材料結(jié)構(gòu)，利用光是一種電磁波，采用納米材料結(jié)構(gòu)，利用光是一種電磁波，利用天線對電磁波吸收的原理制成。利用天線對電磁波吸收的原理制成。6.2 量子阱太陽能電池量子阱太陽能電池主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：1 1、第三代太陽能電池技術(shù)的類型、第三代太陽能電池技術(shù)的類型2 2、各

24、種太陽能電池技術(shù)的特點(diǎn)、各種太陽能電池技術(shù)的特點(diǎn)3 3、量子點(diǎn)和量子阱太陽能電池、量子點(diǎn)和量子阱太陽能電池6.2 量子阱太陽能電池量子阱太陽能電池量子點(diǎn)太陽能電池量子點(diǎn)太陽能電池量子點(diǎn)材料：量子點(diǎn)材料： 量子點(diǎn)量子點(diǎn)(QuantumDots一一QDs)是準(zhǔn)零維的是準(zhǔn)零維的納米材料，由少量的原子所構(gòu)成。是指顆粒半納米材料，由少量的原子所構(gòu)成。是指顆粒半徑徑(或三個維度的尺寸或三個維度的尺寸)小于材料激子玻爾半徑的小于材料激子玻爾半徑的金屬或半導(dǎo)體顆粒，因此量子點(diǎn)又被稱為金屬或半導(dǎo)體顆粒，因此量子點(diǎn)又被稱為“人人造原子造原子”。6.2 量子阱太陽能電池量子阱太陽能電池量子點(diǎn)太陽能電池量子點(diǎn)太陽能電

25、池量子點(diǎn)材料特點(diǎn)：量子點(diǎn)材料特點(diǎn)：1、具有多載流子效應(yīng)：一個光子產(chǎn)生多個電子、具有多載流子效應(yīng)：一個光子產(chǎn)生多個電子-空穴對?？昭▽Α?、具有熱載流子效應(yīng)：在量子點(diǎn)中，熱載流子、具有熱載流子效應(yīng)：在量子點(diǎn)中，熱載流子冷卻速率會戲劇性地減少。冷卻速率會戲劇性地減少。3、具有多帶隙的特征。、具有多帶隙的特征。6.2 量子阱太陽能電池量子阱太陽能電池量子點(diǎn)太陽能的結(jié)構(gòu)類型：量子點(diǎn)太陽能的結(jié)構(gòu)類型：1、PiN結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)太陽能電池。結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)太陽能電池。2、染料敏化量子點(diǎn)太陽能電池染料敏化量子點(diǎn)太陽能電池。3、量子點(diǎn)分布在有機(jī)物太陽能電池中。量子點(diǎn)分布在有機(jī)物太陽能電池中。6.2 量子阱太陽能電池量子阱

26、太陽能電池量子點(diǎn)太陽能電池結(jié)構(gòu)類型及特點(diǎn)：量子點(diǎn)太陽能電池結(jié)構(gòu)類型及特點(diǎn)：1、PiN結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)太陽能電池。結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)太陽能電池。 量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)位于電池的量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)位于電池的i層。起到吸收太陽層。起到吸收太陽能光，產(chǎn)生載流子的作用。能光，產(chǎn)生載流子的作用。6.2 量子阱太陽能電池量子阱太陽能電池量子點(diǎn)太陽能電池結(jié)構(gòu)類型及特點(diǎn)：量子點(diǎn)太陽能電池結(jié)構(gòu)類型及特點(diǎn)：2、染料敏化量子點(diǎn)太陽能電池。、染料敏化量子點(diǎn)太陽能電池。 量子點(diǎn)敏化電池是用量子點(diǎn)替代染料分子。量子點(diǎn)敏化電池是用量子點(diǎn)替代染料分子。相對于染料分子，量子點(diǎn)具有光學(xué)特性可調(diào)、相對于染料分子，量子點(diǎn)具有光學(xué)特性可調(diào)、與固態(tài)空穴導(dǎo)體形成更好的異質(zhì)

27、結(jié)、以及具有與固態(tài)空穴導(dǎo)體形成更好的異質(zhì)結(jié)、以及具有多載流子效應(yīng)等優(yōu)勢。多載流子效應(yīng)等優(yōu)勢。6.2 量子阱太陽能電池量子阱太陽能電池量子點(diǎn)太陽能電池結(jié)構(gòu)類型及特點(diǎn)：量子點(diǎn)太陽能電池結(jié)構(gòu)類型及特點(diǎn)：2、染料敏化量子點(diǎn)太陽能電池。、染料敏化量子點(diǎn)太陽能電池。 量子點(diǎn)敏化疊層電池，采用不同帶隙寬度量子點(diǎn)敏化疊層電池，采用不同帶隙寬度的量子點(diǎn)材料吸收不同波段的太陽光。的量子點(diǎn)材料吸收不同波段的太陽光。6.2 量子阱太陽能電池量子阱太陽能電池量子點(diǎn)太陽能電池結(jié)構(gòu)類型及特點(diǎn)：量子點(diǎn)太陽能電池結(jié)構(gòu)類型及特點(diǎn)：3、量子點(diǎn)分布在有機(jī)物太陽能電池中。、量子點(diǎn)分布在有機(jī)物太陽能電池中。 量子點(diǎn)分散在電子導(dǎo)電聚合物和

28、空穴導(dǎo)電量子點(diǎn)分散在電子導(dǎo)電聚合物和空穴導(dǎo)電聚合物的混合物中（是基于量子點(diǎn)發(fā)光二極管聚合物的混合物中（是基于量子點(diǎn)發(fā)光二極管的反結(jié)構(gòu)）。的反結(jié)構(gòu)）。6.2 量子阱太陽能電池量子阱太陽能電池主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：1 1、第三代太陽能電池技術(shù)的類型、第三代太陽能電池技術(shù)的類型2 2、各種太陽能電池技術(shù)的特點(diǎn)、各種太陽能電池技術(shù)的特點(diǎn)3 3、量子點(diǎn)和、量子點(diǎn)和量子阱太陽能電池量子阱太陽能電池6.2 量子阱太陽能電池量子阱太陽能電池量子阱太陽能電池結(jié)構(gòu)類型：量子阱太陽能電池結(jié)構(gòu)類型：1、量子阱電池采用、量子阱電池采用p-i-n結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)；2、i層為電池的吸光材料，采用量子阱結(jié)構(gòu)；層為電池的吸光材料，采用量

29、子阱結(jié)構(gòu)；3、量子阱是厚度滿足某種條件的薄膜，包括多、量子阱是厚度滿足某種條件的薄膜，包括多層交替分布的勢壘層和勢阱層層交替分布的勢壘層和勢阱層6.2 量子阱太陽能電池量子阱太陽能電池量子阱太陽能電池結(jié)構(gòu)類型：量子阱太陽能電池結(jié)構(gòu)類型：4、i層能帶結(jié)構(gòu)層能帶結(jié)構(gòu)6.2 量子阱太陽能電池量子阱太陽能電池應(yīng)力平衡量子阱太陽能電池特點(diǎn)：應(yīng)力平衡量子阱太陽能電池特點(diǎn)：1、吸光范圍可以調(diào)節(jié)，易于做成多結(jié)疊層、吸光范圍可以調(diào)節(jié)，易于做成多結(jié)疊層；2、晶體結(jié)構(gòu)缺陷少；、晶體結(jié)構(gòu)缺陷少；3、在高倍（大、在高倍（大200倍）聚光應(yīng)用的情況下，能倍）聚光應(yīng)用的情況下，能夠重新吸收輻射復(fù)合發(fā)出的光子發(fā)電；夠重新吸收

30、輻射復(fù)合發(fā)出的光子發(fā)電；6.2 量子阱太陽能電池量子阱太陽能電池應(yīng)力平衡量子阱太陽能電池特點(diǎn)：應(yīng)力平衡量子阱太陽能電池特點(diǎn)：4、具有更高的開路電壓，因?yàn)轱柡碗娏鞯汀⒕哂懈叩拈_路電壓，因?yàn)轱柡碗娏鞯汀?.3 納米太陽能電池納米太陽能電池主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：1 1、納米太陽能電池概念、納米太陽能電池概念2 2、納米太陽能電池種類、納米太陽能電池種類3 3、納米太陽能電池優(yōu)點(diǎn)、納米太陽能電池優(yōu)點(diǎn)6.3 納米太陽能電池納米太陽能電池納米太陽能電池概念納米太陽能電池概念 將納米技術(shù)應(yīng)用于太陽能電池或太陽能電將納米技術(shù)應(yīng)用于太陽能電池或太陽能電池中具有納米結(jié)構(gòu)，都可叫納米太陽能電池。池中具有納米結(jié)構(gòu)，都

31、可叫納米太陽能電池。6.3 納米太陽能電池納米太陽能電池納米太陽能電池種類納米太陽能電池種類1 1、鉑（、鉑（PtPt）電極納米化）電極納米化2 2、叢林狀或織物狀砷化鎵（、叢林狀或織物狀砷化鎵（GaAsGaAs）納米線作為）納米線作為吸光層吸光層3 3、采用納米金顆粒對透明導(dǎo)電膜進(jìn)行改性、采用納米金顆粒對透明導(dǎo)電膜進(jìn)行改性4 4、叢林狀納米片砷化銦（叢林狀納米片砷化銦（InAs）作吸光層）作吸光層6.3 納米太陽能電池納米太陽能電池納米太陽能電池優(yōu)點(diǎn)納米太陽能電池優(yōu)點(diǎn)1 1、增加太陽光的吸收、增加太陽光的吸收2 2、減少電極材料消耗、減少電極材料消耗3 3、改善透明導(dǎo)電膜的性能，如厚度、導(dǎo)電

32、率及、改善透明導(dǎo)電膜的性能，如厚度、導(dǎo)電率及柔性柔性4 4、縮短載流子收集距離，減少能量損失縮短載流子收集距離，減少能量損失5、減低對襯底的要求、減低對襯底的要求6.4石墨烯太陽能電池石墨烯太陽能電池主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：1 1、石墨烯材料特點(diǎn)、石墨烯材料特點(diǎn)2 2、石墨烯在太陽能電池中的應(yīng)用、石墨烯在太陽能電池中的應(yīng)用6.4石墨烯太陽能電池石墨烯太陽能電池石墨烯材料特點(diǎn)：石墨烯材料特點(diǎn)：1 1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，具有六角形兩維晶格排列單原子、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，具有六角形兩維晶格排列單原子層薄膜結(jié)構(gòu)，厚度只有層薄膜結(jié)構(gòu)，厚度只有0.20.2納米納米2 2、電子運(yùn)動非?？欤瑢?dǎo)電率極高、電子運(yùn)動非?？?，導(dǎo)電率極高3

33、、物理、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、物理、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定4、制備工藝簡單，大規(guī)模生產(chǎn)成本低、制備工藝簡單，大規(guī)模生產(chǎn)成本低6.4石墨烯太陽能電池石墨烯太陽能電池石墨烯在太陽能電池中應(yīng)用：石墨烯在太陽能電池中應(yīng)用：1 1、用作透明導(dǎo)電膜、用作透明導(dǎo)電膜2 2、用作電池吸光材料，帶隙為、用作電池吸光材料，帶隙為0.26eV0.26eV，效率有，效率有待于進(jìn)一步提高待于進(jìn)一步提高6.5 納米天線太陽能電池納米天線太陽能電池主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：1 1、納米天線太陽能電池概念、納米天線太陽能電池概念2 2、納米天線太陽能電池結(jié)構(gòu)、納米天線太陽能電池結(jié)構(gòu)3 3、納米天線太陽能電池工作原理、納米天線太陽能電池工作原理4 4、納米天線電池的制作、納米天線電池的制作5