太陽能電池複合損失

發佈日期: 2011 年 12 月 13 日 15:59 | 作者: | 分類: 綠能知識

太陽能電池的轉換效率也會因為電子-空穴對在被有效利用之前複合而降低。適當波長的光照射在半導體上會產生電子-空穴對,因此,光照射時材料的載流子濃度將超過無光照時的值。如果切斷光源,則載流子濃度就衰減到它們平衡時的值。這個衰減過程通稱為複合過程。下面介紹幾種不同的複合機理。

(1)輻射複合

輻射複合就是光吸收過程的逆過程,電子從高能態返回到較低能態,同時釋放光能。這種複合方式在半導體雷射器和發光二極體中適用,但是對矽太陽能電池來說並不顯著。

(2)俄歇複合

俄歇複合就是碰撞電離效應的逆過程。電子和空穴複合釋放出多餘的能量,這些多餘的能量被另一個電子吸收,隨後,這個吸收了多餘能量的電子弛豫返回原先的能態並釋放出聲子。俄歇複合在摻雜較重的材料中尤其顯著。當雜質濃度超過1017cm-3時,俄歇複合成為最主要的複合過程。

(3)通過陷阱的複合

半導體中的雜質和缺陷會在禁帶中產生允許能級。這些缺陷能級引起一種很有效的兩級複合過程。在此過程中,電子從導帶能級弛豫到缺陷能級,然後再弛豫到價帶,結果與一個空穴複合。(4)表面複合

表面可以說是晶體結構中有相當嚴重缺陷的地方。在表面處存在許多能量位於禁帶中的允許能態。因此由上面所敘述的機構,在表面處,複合很容易發生。

在實際電池中,以上複合損失因素的共同作用造成光譜回應。而電池設計者的任務是克服這些損失,從而改善電池性能。電池設計的特點體現了電池的特色,電池各不相同的設計特點同時也將市場上各種不同的商業元件區分開來。

announcements 線上投稿     mail 列印
Share