
上面都是白话,为了让了你理解,至少先有个模糊概念,下面是具体理论阐述,我给你具体讲讲什么是太阳能电池、太阳能电池的种类、怎么计算太阳能电池的光电转换效率。
太阳能电池就是太阳能转换为电的装置,其基本原理就是光生伏特效应。那为什么太阳电池可以把光转换为电呢?这制作太阳电池的材料关系密切,制作太阳能电池的材料一般对光的吸收系数比较大,当光子能量大于材料的禁带宽度时,就产生了光子吸收,从而产生了价带电子向导带的跃迁,在电池内建电场的作用下光生电子--空穴对被两极所收集,N型区域聚集了大量电子,P型区域聚集了大量空穴,外接负载太阳能电池就可以对负责供电了。
太阳能电池按照材料可以大致分为三种:1)无机太阳能电池。无机太阳能电池的典型代表就是单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳电池,市场占有率达到75%,预计未来5年之内霸主地位不变。2)有机太阳能电池。目前大多数集中在高校、科研所,由于较低的转换效率及材料的不稳定行等原因目前还没有进行商业化运作,不过作为第三代太阳能电池的主流,其可在分子水平设计器件、柔性、大面积等优势不可忽视。想象下以后你的衣服冬天就可以给你供暖、夏天可以给你制冷,这是多么的惬意啊,柔性太阳能电池可以帮你实现愿望。3)有机无机共混的太阳能电池。典型代表就是DSSC太阳能电池,也就是染料敏化太阳电池,由于其是液体电池,封装问题一直没有得到太好解决,商业化进展摸索中。
再谈谈太阳能电池的测试吧,这个问题应该是关心的核心了。测试就要有测试条件,测试条件不统一对比测试结果就没有意思,好比你站在板凳上和别人比身高。现在太阳能测试的条件一般都指标准测试条件(Stand test condition,STC):温度25℃,辐照度1000W/m2。测试内容为I-V测试及量子效率测试(QE测试)。通过在STC下测试我们可以求出我们所需要的量,比如光电转换效率等。I-V测试也就是电流电压测试,也就是光照条件下在电池片的两极加电压(电压范围-1v到1V)测试电流,通过测试数据我们可以得到开路电压、短路电流、最佳功率等。然后根据公式
电池的效率=开路电压*短路电流*填充因子/1000w ,这样我们就可以比较不同电池片的效率了。量子效率测试需要明白测试原理,懂得了原理,测试就很容易了。在这里面不好打公式,如果你需要的话,我可以给你发一份我做的PPT,详细阐述QE测试原理及设备,如果你弄电路的话,自己就可以搭建设备。
我们实验室是这么做的:采用三电极体系,其中以涂在导电基底(如ITO)的半导体材料为工作电极,对电极为高纯石墨或Pt,参比要根据你溶液体系来定(这些和5楼的一样:hand:),电解液组成要根据你材料的特性和研究目的选择,建议你可以多看看你所研究材料及相关测试所用电解液的参考文献,尽量拿参考文献最常用的;采用恒电势极化测试技术来测量i-t曲线,测量时间需要根据你研究目的来定,如你仅仅看看光电流大小,那么时间可以设置短点,如果是研究光电流稳定性测试时间就要选长点(但测量时间长,有些电化学工作站测量取点就比较稀,如273)。测量时,给工作电极加上给定电极电势(有些体系也可不加),待电流稳定后,给工作电极照射按一定周期通、断的光,我们是做了个自动装置,也可以手动通、断光。为了避免长时间测量时红外加热测试系统,有时会在光和测量系统之间加个水柱。还有一些细节,比如光通断周期和电极电势选择等什么的,你可能得自己先做个探索实验或查查文献了欢迎分享,转载请注明来源:内存溢出
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