Kaiyun开云在线常见光伏材料(共7篇) 第一章太阳电池概论太阳辐射太阳系中最大的物体,m=21027kg,地球33万倍;d=106km,地球的109倍。太阳的主要成分为氢与氦,所占比例分别为78%和20%,剩下2%为其他元素。太阳实质上是一个由氢-氢发生核聚变反应所加热的气体球,其中心温度高达20,000,000K。由于太阳内部的辐射大部分被太阳表面附近的负氢离子层吸收,而且在负氢离子层聚集的热量在对流传热的作用下把热量传到光球,然后能量通过辐射的形式传递到外层气体中,太阳表面温度或光球层温度约为6000K。连续的电磁辐射光谱,光谱分布由普朗克辐射定律决定:物体吸收热量后辐射总能量增加,而且辐射峰值向短波移动, 太阳辐射光谱中90%是波长位于100nm-3000nm,大部分属于可见光范围,可见光,红外线ev。太阳辐射能量中约有10亿分之一可以进入大气层上界,其中30%被大气层反射回太空,23%被大气层吸收,仅有47%的能量能够到达地球表面,其功率约为1010MW。太阳光辐射一般包括直接辐射和间接辐射,辐射强度因所处纬度、季节、天气及一天中时间的不同而异散射辐射的原因包括瑞利散射和大气中分子的散射,及大气层中悬浮颗粒和灰尘引起的散射。散射太阳光的光谱成分不同于直射太阳光的光谱成分。散射辐射光中含有更丰富的短波光,或“蓝”波长的光。根据太阳能辐射总量和月均温≥10℃期间日照数≥6h的天数,将我国划分为四类辐射区。太阳常数在大气层之外,垂直于太阳光方向单位面积上辐射强度称为太阳常数,一般采用表示地球表面太阳关的平均辐射强度。大气质量为零时的辐射,表示为AM0。AM0约为/m2 太阳在正上方且恰好处于赤道面上海拔为零时,太阳垂直入射光可表示为AM1,晴朗的天气AM1为1000W/m2;当太阳偏离正上方48℃和60℃时,大气质量分别为和AM2,气质分别为844W/m2和太阳能的利用 AM0约为1400W/m2,地球赤道周长为40000km,所以可以计算地球获得太阳的能量为173,000TW 光热利用太阳能发电光化利用太阳能优缺点优点:普遍性,安全性,资源丰富,无污染性。缺点:1)太阳能受气候、天气、昼夜甚至时间的影响较大。在太阳能资源贫乏地区不易推广太阳能利用。 2)太阳能发电为直流电,在转变交流电时候会产生能量损失,而且要增加其他配套装置。这些因素都导致太阳能发电成本增加。 3)由于太阳电池发电密度低,如果想产生相当量的能量必须要大面积安装。安装位置的选择以及视觉冲击都是一个需解决的问题。第二章半导体物理基础晶体固态物质可分为晶体和非晶体两大类。晶体结构晶体长程有序性;非晶体短程有序性。晶体结构:晶体中原子(离子或分子)规则排列的方式。单晶体、多晶体及准晶体。单晶体:整块晶体内原子排列规律完全一致的晶体;多晶体则是由许多取向不同的单晶体无规则的堆积而成;而准晶体是一种介于晶体和非晶体之间的固体,具有完全有序的结构,但不具有晶体平移周期性。晶体特征表现为:有固定的几何外形,有固定的熔点,具有各向异性的性能。晶体都有一定的对称性,有32种对称元素系,对应的对称动作群称做晶体系点群晶体按其组成粒子之间结合力的不同可分为四类:离子晶体、共价晶体、分子晶体和金属晶体。半导体材料主要靠共价键结合,所以为共价晶体。共价键特点:饱和性和方向性饱和性:指每个原子与周围原子之间的共价键数目有一定的限制方向性:指原子间形成共价键时,电子云的重叠在空间一定方向上具有最高密度,这个方向就是共价键方向。晶体中周期性重复的内容简化为一个点,而有这些点组成的结构称为空间点阵,简化点称为点阵点。晶体结构=结构基元+点阵。假象直线将这些点连接起来构成有周期性的空间格架,这种表示原子在晶体中排列规律的空间格架叫做晶格,,但不一定是最小单元。一般情况下,晶胞是平行六面体,三维空间的重复排列构成晶格晶胞的几何特征可以用晶胞的三条棱边长a、b、c和三条棱边之间的夹角α、β、γ等六个参数来描述;每个晶胞含有的原子数为1/x。简单立方晶体,a=b=c,α=β=γ=900,面心立方晶体晶胞原子数3,体心立方晶体晶胞2,简单立方晶体晶胞1个晶体按其点阵参数可分为14中点阵,即14种布拉伐格子14种点阵对应七个晶系: 立方四方斜方六角单斜三斜晶列:晶格中任意两个个点连接一条直线。过一格点可以做无数晶列,晶列上格点具有周期性晶列族:平行晶列构成晶列族,晶列族包括所有格点,同一平面内相邻晶列间距相等。第1卷第1期甘肃有色冶金职业技术学院学报 XX年9月JournalofGansuVocational&:G01-0006(XX)01―0304―
