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光伏电池如何提高短路电流

发布时间: 2020-12-28
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现在社会对于发展新能源,走向节能减排环保的理念越来越看重,光伏电池就是这一理念的贯彻,通过阳光发电,实现真正的自然资源转化为电力资源,我们对于光伏电池的研究一直在进行,不断发展提高使用价值和利用效率,下面我们就一起来看看光伏电池如何提高短路电流以及光伏电池的市场分析内容都讲了那些吧。

光伏电池

一、光伏电池如何提高短路电流

1、提高吸光

增大光强直接增大了注入的太阳光光子流的数量。直接的提高了可激发电子空穴对数目,很好的提高了短路电流。增大电池吸光能提高太阳光的吸收,前清洗的绒面做到了光的二次吸收,一定程度上增大了太阳光的吸收。进行绒面改善能提高电池的转化效率。后清洗减少刻边宽度,增大电池表面的可利用面积,提高了电池短路电流,进而改善了转化效率。PECVD的减反射膜,增大了表面光的二次吸收,提高的太阳光的二次利用,增大了短路电流。丝网端的正面电极也遮住了一定的光的吸收,正面电极一般遮住了约10%的太阳光,增大栅线的高宽比,选择合适的栅线数目能从一定程度上提高太阳能电池的转化效率。此外,电池片过薄,会有一部分光透过电池片,造成光的损失,目前采用全背面印刷铝浆对这部分损失有很大削弱。 由于背面的漂移场的存在,使一部分原本透过电池片的光子再次回到硅片机体内,增大了光子的再次吸收。

2、多激发电子空穴对

控制禁带宽度。太阳电池的特性极大的受到顶区和基区性能的影响。硅是一种非竖直跃迁的材料,他的吸收系数随着波长的变化较为缓慢。在光子能量达到硅的禁带宽度时,吸收系数在100每平方厘米之内,因此光谱中有很大一部分的光子将透过PN结,在基区内被吸收。由此可见,硅太阳电池的性能一定程度上取决于基区情况。材料的禁带宽度越大,电池的开路电压越高,但由于能量小于禁带宽度的光子不能激发电子空穴对,因此随着材料的禁带宽度的增大,太阳光中产生光电流的光子比例也相应得降低,从而减弱光电流。减少“死层”。在扩散区中,由于不活泼磷原子处于晶格间隙位置,会引起晶格缺陷,而且,由于磷和硅的原子半径不匹配,高浓度的磷会造成晶格缺陷。因此,在硅电池表层中,少数载流子的寿命极低,表层吸收短波光子所产生的光生载流子对电池的光电流输出贡献甚微,此表层称为‘死层’。‘死层’的存在是不可避免的,但是可以利用一些方法来减少‘死层’的影响。为了改善电池的短波光谱响应,可以将发射结结深做的很浅,以减少‘死层’的影响。消除死层,提高了短波光谱在顶区的光电效应。采用浅结工艺。制备浅结的器件能够相当可观的提高光电流,附加漂移场又能进一步增大光电流。当结深减少时,由于降低了复合损失,此外基区提供的光电流比顶区提供的大,因此顶区中高的表面复合速度和低的少子寿命对光电流的影响显得没那么重要了。增加基区的电阻率,减少电离杂质的散射,有利于增大扩散长度和少子寿命,从而改善了光电流。

光伏电池

3、降低暗电流

所谓暗电流指的是光伏电池在无光照时,由外电压作用下P-N结内流过的单向电流。通过前面讨论知道降低暗电流可以有效的提高开路电压和短路电流。暗电流分为注入电流,隧道电流和复合电流三种。在非平衡PN结中,有载流子越过势垒高度从N区注入P区或从P区注入N区而形成的电流,称为注入电流。载流子不必越过势垒高度,可以直接穿过禁带进入另一区域形成的电流,这种电流称为隧道电流。在势垒中,存在着电子和空穴的复合,产生复合电流。电池片的暗电流密度是注入电流密度,隧道电流密度和复合电流密度三者之和。一般通过减少复合电流的方法来减少暗电流。工艺端能通过适当工艺手法减少复合电流的大小。前清洗通过去除机械损伤层,减少硅片的表面态,能适当的减少表面复合。切片油污,金属离子等是较强的复合中心, 去除油污,金属离子等能适当的改善复合电流,表面的洁净度对扩散有很大的帮助。PECVD的钝化能很好的减少硅片的表面态,减少硅片的晶格缺陷等,它的表面钝化及体钝化大大减少了复合中心,很好的减少了暗电流,提升了开路电压及短路电流。丝网端的背场,利用杂质在金属中的溶解度大于在硅中的溶解度。背场有很好的吸杂作用,进一步减少了复合中心的存在,同时,背场的存在能很好的进行再次钝化,很好的去除悬挂键,减少了复合电流。

二、光伏电池的市场分析

1、一方面,随着光伏发电的成本逐步降低,目前基本可实现全面平价上网了,同时目前光伏发电的渗透率较低,使得其市场需求增大,未来有望成为全球主流的发电来源。

2、另一方面,则是国家政策的支持,周末的重要讲话中指出,“到2030年,风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上”,而目前国内风电、太阳能发电总装机容量为4亿千瓦左右,也就说明还有至少两倍多的发展空间。受行业的利好刺激,带动光伏电池迎来大发展,同时,相关设备还有国产替代的预期,市场空间巨大。

光伏电池的发展是前景巨大的,无论是技术还是使用,还有很大的发展空间,以及很有机会得到革新,相信以后的社会中,光伏电池会成为能源的主要使用来源之一。


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