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        光伏電池如何提高短路電流

        發布時間: 2020-12-28
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        現在社會對于發展新能源,走向節能減排環保的理念越來越看重,光伏電池就是這一理念的貫徹,通過陽光發電,實現真正的自然資源轉化為電力資源,我們對于光伏電池的研究一直在進行,不斷發展提高使用價值和利用效率,下面我們就一起來看看光伏電池如何提高短路電流以及光伏電池的市場分析內容都講了那些吧。

        光伏電池

        一、光伏電池如何提高短路電流

        1、提高吸光

        增大光強直接增大了注入的太陽光光子流的數量。直接的提高了可激發電子空穴對數目,很好的提高了短路電流。增大電池吸光能提高太陽光的吸收,前清洗的絨面做到了光的二次吸收,一定程度上增大了太陽光的吸收。進行絨面改善能提高電池的轉化效率。后清洗減少刻邊寬度,增大電池表面的可利用面積,提高了電池短路電流,進而改善了轉化效率。PECVD的減反射膜,增大了表面光的二次吸收,提高的太陽光的二次利用,增大了短路電流。絲網端的正面電極也遮住了一定的光的吸收,正面電極一般遮住了約10%的太陽光,增大柵線的高寬比,選擇合適的柵線數目能從一定程度上提高太陽能電池的轉化效率。此外,電池片過薄,會有一部分光透過電池片,造成光的損失,目前采用全背面印刷鋁漿對這部分損失有很大削弱。 由于背面的漂移場的存在,使一部分原本透過電池片的光子再次回到硅片機體內,增大了光子的再次吸收。

        2、多激發電子空穴對

        控制禁帶寬度。太陽電池的特性極大的受到頂區和基區性能的影響。硅是一種非豎直躍遷的材料,他的吸收系數隨著波長的變化較為緩慢。在光子能量達到硅的禁帶寬度時,吸收系數在100每平方厘米之內,因此光譜中有很大一部分的光子將透過PN結,在基區內被吸收。由此可見,硅太陽電池的性能一定程度上取決于基區情況。材料的禁帶寬度越大,電池的開路電壓越高,但由于能量小于禁帶寬度的光子不能激發電子空穴對,因此隨著材料的禁帶寬度的增大,太陽光中產生光電流的光子比例也相應得降低,從而減弱光電流。減少“死層”。在擴散區中,由于不活潑磷原子處于晶格間隙位置,會引起晶格缺陷,而且,由于磷和硅的原子半徑不匹配,高濃度的磷會造成晶格缺陷。因此,在硅電池表層中,少數載流子的壽命極低,表層吸收短波光子所產生的光生載流子對電池的光電流輸出貢獻甚微,此表層稱為‘死層’?!缹印拇嬖谑遣豢杀苊獾?,但是可以利用一些方法來減少‘死層’的影響。為了改善電池的短波光譜響應,可以將發射結結深做的很淺,以減少‘死層’的影響。消除死層,提高了短波光譜在頂區的光電效應。采用淺結工藝。制備淺結的器件能夠相當可觀的提高光電流,附加漂移場又能進一步增大光電流。當結深減少時,由于降低了復合損失,此外基區提供的光電流比頂區提供的大,因此頂區中高的表面復合速度和低的少子壽命對光電流的影響顯得沒那么重要了。增加基區的電阻率,減少電離雜質的散射,有利于增大擴散長度和少子壽命,從而改善了光電流。

        光伏電池

        3、降低暗電流

        所謂暗電流指的是光伏電池在無光照時,由外電壓作用下P-N結內流過的單向電流。通過前面討論知道降低暗電流可以有效的提高開路電壓和短路電流。暗電流分為注入電流,隧道電流和復合電流三種。在非平衡PN結中,有載流子越過勢壘高度從N區注入P區或從P區注入N區而形成的電流,稱為注入電流。載流子不必越過勢壘高度,可以直接穿過禁帶進入另一區域形成的電流,這種電流稱為隧道電流。在勢壘中,存在著電子和空穴的復合,產生復合電流。電池片的暗電流密度是注入電流密度,隧道電流密度和復合電流密度三者之和。一般通過減少復合電流的方法來減少暗電流。工藝端能通過適當工藝手法減少復合電流的大小。前清洗通過去除機械損傷層,減少硅片的表面態,能適當的減少表面復合。切片油污,金屬離子等是較強的復合中心, 去除油污,金屬離子等能適當的改善復合電流,表面的潔凈度對擴散有很大的幫助。PECVD的鈍化能很好的減少硅片的表面態,減少硅片的晶格缺陷等,它的表面鈍化及體鈍化大大減少了復合中心,很好的減少了暗電流,提升了開路電壓及短路電流。絲網端的背場,利用雜質在金屬中的溶解度大于在硅中的溶解度。背場有很好的吸雜作用,進一步減少了復合中心的存在,同時,背場的存在能很好的進行再次鈍化,很好的去除懸掛鍵,減少了復合電流。

        二、光伏電池的市場分析

        1、一方面,隨著光伏發電的成本逐步降低,目前基本可實現全面平價上網了,同時目前光伏發電的滲透率較低,使得其市場需求增大,未來有望成為全球主流的發電來源。

        2、另一方面,則是國家政策的支持,周末的重要講話中指出,“到2030年,風電、太陽能發電總裝機容量將達到12億千瓦以上”,而目前國內風電、太陽能發電總裝機容量為4億千瓦左右,也就說明還有至少兩倍多的發展空間。受行業的利好刺激,帶動光伏電池迎來大發展,同時,相關設備還有國產替代的預期,市場空間巨大。

        光伏電池的發展是前景巨大的,無論是技術還是使用,還有很大的發展空間,以及很有機會得到革新,相信以后的社會中,光伏電池會成為能源的主要使用來源之一。


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