太陽能蓄電池生產(chǎn)廠家
光-電直接轉(zhuǎn)化是目前將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的佳途徑,它是將太陽輻射的光能直接轉(zhuǎn)化為電能,實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化的裝置稱為太陽能蓄電池。太陽能蓄電池具有清潔性和靈活性等優(yōu)點,它可大到百萬千瓦的中型電站,也可小到只供一家之需的電池組,這是其他電源很難做到的。本文舉例介紹兩類太陽能電池的基本結(jié)構(gòu)及原理：無機硅太陽能電池和**聚合物雙層異質(zhì)結(jié)太陽能電池。
一、硅太陽能蓄電池
硅太陽能電池的基本結(jié)構(gòu)，它的結(jié)構(gòu)是n型硅/p型硅構(gòu)成的活性層。通過特殊工藝向硅晶體中摻入少量的三價硼(一般107個原子?cm-3～1019個原子?cm-3)就可以構(gòu)成p(positive)型硅。未摻雜的硅晶體中，每個硅原子通過共價鍵與周圍4個硅原子相連。摻入少量硼后，硼原子取代某些硅原子的位置，并且在這些硅原子的位置上也與周圍4個硅原子形成共價鍵。因為硼原子只有3個價電子，與周圍4個硅原子成鍵時缺少1個電子，它需要從硅晶體中獲取1個電子才能形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。結(jié)果，硼原子變成負(fù)離子，硅晶體中形成空穴(空穴帶一個單位的正電荷)。如果向硅晶體中摻入少量五價磷或者砷就構(gòu)成了n(negative)型硅，例如摻入磷(107個原子?cm-3～1019個原子?cm-3)。
太陽能膠體鉛酸蓄電池
太陽能膠體蓄電池?fù)饺氲牧自油瑯尤〈柙拥奈恢?，并與周圍的4個硅原子形成共價鍵。因為磷原子有5個價電子，成鍵后剩下1個價電子，這個電子受到的束縛力比共價鍵上的電子小得多，很*脫離磷原子，成為自由電子，結(jié)果該磷原子成為正離子。需要說明的是，p型和n型硅都是電中性的。當(dāng)把p型硅與n型硅通過一定方式結(jié)合在一起時，發(fā)生如圖2所示的pn結(jié)形成過程。在n區(qū)(n型硅一側(cè))與p區(qū)(p型硅一側(cè))的交界面附近，n區(qū)的自由電子較多空穴較少，p區(qū)則是空穴較多自由電子較少，這樣在p區(qū)和n區(qū)之間出現(xiàn)空穴和自由電子的濃度差。濃度差導(dǎo)致空穴從p區(qū)向n區(qū)擴散，自由電子從n區(qū)向p區(qū)擴散，二者在界面附近復(fù)合。
p區(qū)界面附近帶正電荷的空穴離開后，留下帶負(fù)電荷的硼，因此形成1個負(fù)電荷區(qū)。同理，太陽能蓄電池在n區(qū)界面附近出現(xiàn)1個正電荷區(qū)。通常把交界面附近的這種正、負(fù)電荷區(qū)域叫做空間電荷區(qū)?？臻g電荷區(qū)中的正、負(fù)電荷產(chǎn)生1個由n區(qū)指向p區(qū)的內(nèi)建電場。在內(nèi)建電場的作用下，空穴和電子發(fā)生漂移，方向與它們各自的擴散方向相反，即電子從p區(qū)漂移到n區(qū)，空穴從n區(qū)漂移到p區(qū)。顯然，內(nèi)建電場同時又起著阻礙電子和空穴繼續(xù)擴散的作用。隨著擴散的進(jìn)行，空間電荷逐漸增多，內(nèi)建電場逐漸增強，空穴和電子的漂移也逐漸增強，但空穴和電子的擴散卻逐漸變?nèi)?。無外界影響時，空穴和電子的擴散和漂移終達(dá)到動態(tài)平衡。
太陽能電池價格，太陽能蓄電池價格表
此時，空間電荷的數(shù)量一定，空間電荷區(qū)不再擴展，內(nèi)建電場的大小就確定下來。當(dāng)具有一定能量的光子入射到pn結(jié)表面時，光子在硅表面及體內(nèi)激發(fā)產(chǎn)生大量的電子-空穴對。由于入射光的強度因材料的吸收而不斷衰減，因而沿著光照方向，材料內(nèi)部電子-空穴對的濃度逐漸降低，這導(dǎo)致電子空穴對向內(nèi)部擴散。當(dāng)電子-空穴對擴散到pn結(jié)邊界時，在內(nèi)建電場的作用下，空穴、電子被分別拉向p區(qū)和n區(qū)，電子-空穴對被分離?？昭ㄔ趐區(qū)積累，電子在n區(qū)積累，結(jié)果產(chǎn)生一個與內(nèi)建電場方向相反的光生電場，在p區(qū)和n區(qū)之間形成與pn結(jié)電勢反向的光生電勢，這就是著名的光生伏*應(yīng)。該效應(yīng)使pn結(jié)內(nèi)部形成自n區(qū)向p區(qū)的光生電流(如圖3所示)，當(dāng)pn結(jié)與外電路接通，只要光照不停止，就會有電流源源不斷地通過電路。
二、**聚合物雙層異質(zhì)結(jié)太陽能蓄電池
太陽能免維護(hù)蓄電池，閥控式蓄電池
**聚合物太陽能蓄電池具有多種結(jié)構(gòu)類型,但都呈夾心式,基本結(jié)構(gòu)如圖4所示。電池的**部一般為透明的玻璃基底,上面鍍有可透光的金屬薄層作為前電,一般為銦錫氧化物(ito)。與前電接觸的是**半導(dǎo)體層,它連接一層不透明的金屬作為背電。當(dāng)外部負(fù)載通過金屬導(dǎo)線與兩個電相連時,就形成一個太陽能電池,它的光伏效應(yīng)區(qū)是**半導(dǎo)體層。按照**半導(dǎo)體層的結(jié)構(gòu),**聚合物太陽能電池可以劃分為三大類,即單層結(jié)構(gòu)(單一**或共軛聚合物材料)、雙層異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)和體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。太陽能蓄電池對于聚合物雙層異質(zhì)結(jié)太陽能電池,其**半導(dǎo)體雙層由共軛聚合物(電子給體,類似于p型硅)和富勒烯或其衍生物(電子受體,類似于n型硅)構(gòu)成,厚度常為100～200nm。常見的電子給體有聚噻吩、聚對苯乙烯撐及其衍生物,其中p3ht(聚3-己基噻吩)在目前應(yīng)用為普遍。常見的電子受體是pcbm,它是c60的一種可溶性衍生物。這兩種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)示于。通常,ito電和**半導(dǎo)體層之間還夾一層透明導(dǎo)電聚合物修飾層,厚度為30～60nm,以提高電池的性能。當(dāng)光透過ito電照射到**半導(dǎo)體層上時,層中的電子給體p3ht吸收光子,發(fā)生如圖6所示的過程。在光子的激發(fā)下,p3ht高占據(jù)軌道上的價電子躍遷到低空軌道上,高占據(jù)軌道留下空穴,形成電子空穴對。由于電子給體p3ht低空軌道的能量比電子受體pcbm低空軌道的能量高,所以躍遷電子從p3ht的低空軌道轉(zhuǎn)移到pcbm的低空軌道上,終被金屬負(fù)收集。同時,空穴向ito正轉(zhuǎn)移,并被收集。這樣就實現(xiàn)了電子和空穴的分離,產(chǎn)生光電流和光電壓。**聚合物單層太陽能電池的結(jié)構(gòu),可以簡單地看做是雙層異質(zhì)結(jié)太陽能電池除去電子受體層。與雙層異質(zhì)結(jié)太陽能電池相比,單層太陽能電池存在電子、空穴復(fù)合率高等缺點,因此電池轉(zhuǎn)化效率較低。
太陽能蓄電池，進(jìn)口太陽能蓄電池
三、太陽能蓄電池行業(yè)的展望
目前,在各種形式的太陽能電池中,硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率高,應(yīng)用廣,但它也具有原料成本高,生產(chǎn)工藝復(fù)雜等缺點。**聚合物雙層異質(zhì)結(jié)太陽能電池是利用電子給體和受體的能級差來大限度地把它們分離成自由電子和空穴,具有結(jié)構(gòu)設(shè)計性強、材料輕、成本低、加工性能好、便于制造等優(yōu)點。但是它的一些缺點限制了其光電轉(zhuǎn)化效率的進(jìn)一步提高。例如,因為電子-空穴只能在界面附近分離,而雙層異質(zhì)結(jié)太陽能電池膜與膜之間的接觸面積有限,在遠(yuǎn)離界面的區(qū)域產(chǎn)生的電子和空穴往往還沒遷移到界面上就復(fù)合了。又如,電子和空穴在聚合物半導(dǎo)體材料中的遷移率通常很低,它們在界面上分離出來后,在向電運動的過程中會大量損失。為了提高轉(zhuǎn)換效率,科學(xué)家提出了體異質(zhì)結(jié)太陽能電池,就是將給體、受體材料共混,形成一個連續(xù)、互相貫穿的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)大地增加了給體、受體材料的接觸面積,縮短了電子和空穴的擴散距離,使它們可以多地到達(dá)界面進(jìn)行分離,因此能量轉(zhuǎn)換效率得到較大提高。
太陽能用蓄電池，膠體電池
至今,人們正在研究的太陽能電池已經(jīng)遠(yuǎn)不止我們介紹的這幾種,其他類型還有待同學(xué)們?nèi)チ私?。太陽能蓄電池充放電接受能力強，可大電流充電?.8c-1c）?？纱箅娏鞣烹?，8秒內(nèi)30c放電電流，電流不損傷?？缮疃确烹?，可多次盡放電，電池不會損害，采用全自動的安全閥，可防止因充電等所產(chǎn)生的氣體造成內(nèi)壓異常而損壞蓄電池。全密閉蓄電池在正常浮充下不會有電解液及酸霧排出。同時，采用自主**技術(shù)的蓄電池托盤與蓄電池配套使用，確保蓄電池組使用加安全，計算機精設(shè)計的耐腐蝕鈣鉛錫等多元合金板柵，abs耐腐蝕材料外殼，高的密封反應(yīng)效率，從而保證了蓄電池的使用壽命長。太陽能膠體蓄電池延續(xù)特種鉛鈣多元合金，對隔板、電解液及各生產(chǎn)工序的雜質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格控制，在20℃的環(huán)境下，蓄蓄電池在6個月內(nèi)不必補充電能即可正常使用。全新活性聚合物膠體系列電池具有長的使用壽命及深循環(huán)特性，鉛錫多元特殊正合金，比傳統(tǒng)的鉛鈣合金耐腐性強，循環(huán)壽命優(yōu)越。優(yōu)化珊格放射形設(shè)計，具有強勁的輸出功率。特的鉛膏配方及制造工藝，充分利于4bs的形成，確保電池具有較長的浮充使用壽命，添加劑的合理使用，使pcl（容量早期損失）得以好的解決。
