太阳能电池结构原理的全面解析与应用指南
21ic 2024-06-21

上篇文章中,小编对太阳能电池产业、太阳能电池特性有所阐述。为增进大家对太阳能电池的认识,本文将基于两点介绍有机太阳能电池:1、有机太阳能电池结构原理,2、有机太阳能电池应用前景。如果你对太阳能电池具有兴趣,不妨继续往下阅读哦。

一、有机太阳能电池结构原理

太阳能电池,是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片,又称为“太阳能芯片”或“光电池”,它只要被满足一定照度条件的光照度,瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生电流。在物理学上称为太阳能光伏(Photovoltaic,缩写为PV),简称光伏。而有机太阳能电池,便是太阳能电池中的一种。有机太阳能电池,顾名思义,就是由有机材料构成核心部分的太阳能电池。主要是以具有光敏性质的有机物作为半导体的材料,以光伏效应而产生电压形成电流, 实现太阳能发电的效果。有机太阳能电池作为新型太阳能电池器件,具备柔性、质量轻、颜色可调、可溶液加工、大面积印刷制备等特点,是目前太阳能电池研究领域的热点。但是效率低是限制其大规模应用的主要原因。下面,我们正式看一下有机太阳能电池的结构原理。


1 有机太阳能电池的原理

有机太阳能电池以具有光敏性质的有机物作为半导体的材料,以光伏效应而产生电压形成电流。主要的光敏性质的有机材料均具有共轭结构并且有导电性,如酞菁化合物、卟啉、菁(cyanine)等。

2 有机太阳能电池的几种结构

有机太阳能电池按照半导体的材料可以分为单质结结构、P-N 异质结结构、染料敏化纳米晶结构。

3 单质结结构

单质结结构是以Schotty 势垒为基础原理而制作的有机太阳能电池。其结构为玻璃/金属电极/染料/金属电极,利用了两个电极的功函不同,可以产生一个电场,电子从低功函的金属电极传递到高功函电极从而产生光电流。由于电子—空穴均在同一种材料中传递,所以其光电转化率比较低。


4 P—N 异质结结构是指这种结构具有给体-受体(N 型半导体与P 型半导体)的异质结结构,结构如图5。其中半导体的材料多为染料,如酞菁类化合物、苝四甲醛亚胺类化合物,利用半导体层间的D/A界面(Donor——给体,Acceptor——受体)以及电子—空穴分别在不同的材料中传递的特性,使分离效率提高。Elias Stathatos 等人结合无机以及有机化合物的优点制得的太阳能电池光电转化率在5%~6%。

5 NPC( nanocrystaline photovoltaic cell)染料敏化纳米晶

染料敏化太阳能电池(DSSC)主要是指以染料敏化的多空纳米结构TiO2 薄膜为光阳极的一类太阳能电池。它是仿生植物叶绿素光合作用原理的太阳能电池。而NPC 太阳能电池可选用适当的氧化还原电解质从而使光电效率提高,一般可稳定于10%,并且纳米晶TiO2 制备简便,成本低廉,寿命可观,具有不错的市场前景。

二、有机太阳能电池应用前景

已知太阳光照射到地球上的平均能量密度为1376W/平方米,假设能量转化率已达到为30%。城市每个三口之家每天的平均用电量为3kw·h,平均太阳光照时间4h,则只需不足2 平方米太阳能电池板即可为之提供充足的电力。另一方面,家庭电路最大熔断电流一般在20A 左右,最大瞬时功率4400W。达到此瞬时功率只需10 平方米左右的太阳能电池板即可。

工厂、学校的等大型耗电场所则依靠水利、风力发电、核能发电等途径获得电力。这种多层次的供电体系既可以保证社会正常运转,也充分利用了清洁能源。

由上述计算我们也以大致看出,太阳能电池只能作为辅助能源,而不能作为主要能源使用。因为太阳能虽然总量很大,但受场地及成本等因素限制不可能达到很高的功率,难以满足高耗电场所的电力需求,而且太阳能受天气情况等因素影响较大,并不十分稳定,所以利用它做主要能源是不现实的。

声明: 本文转载自其它媒体或授权刊载,目的在于信息传递,并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责,如有新闻稿件和图片作品的内容、版权以及其它问题的,请联系我们及时删除。(联系我们,邮箱:evan.li@aspencore.com )
0
评论
  • 相关技术文库
  • LED
  • 光伏
  • 太阳能
  • 新能源
  • 如何提高太阳能电池的使用效率

    太阳能电池在实际生活中随处可见,即使是在乡村,也能看见太阳能电池的身影,比如装载太阳能电池的路灯。为增进大家对太阳能电池的认识,本文将对太阳能电池的历史、太阳能电池的材料、太阳能电池背板的退化原因予...

    09-04
  • 太阳能电池的维护与保养方法是什么?

    太阳能电池作为常用电池类型,在现代社会得到了进一步发展。同时,太阳能电池为我们的生活带来了诸多便利,如美团单车上面的太阳能电池,为定位续航提供了支持。为增进大家对太阳能电池的认识,本文将介绍提高太阳...

    09-04
  • PLC如何控制LED数码管

    LED数码显示管是一种由多个发光二极管封装在一起组成的显示器件,其广泛应用于各种场合,比如广告牌、钟表……

    07-12
  • 三极管的低成本电压隔离方案

    昨天发了一篇关于线性光耦+运放做电压隔离采集的文章,今天在HCNR200的数据手册里又看到了一个低成本的隔离方案,使用的不是运算放大器,而是三极管,电路图如下:

    07-12
  • 太阳能充电器的智能调节功能如何使用?

    充电器的使用极为频繁,几乎每个人每天都在使用充电器。为增进大家对充电器的认识,本文将对太阳能充电器,以及太阳能充电器的好坏予以介绍。通过本文,您将对充电器具备更深的了解。如果你对充电器具有兴趣,不妨...

    07-08
  • 制作有机太阳能电池的步骤

    太阳能电池在生活中有很多应用,路灯、单车等设备上,都有太阳能电池的身影。上篇文章中,小编对有机太阳能电池有所阐述。为增进大家对太阳能电池的认识,本文将对太阳能电池产业发展、太阳能电池基本特性予以介绍...

    06-21
  • 大佬分享的太阳能电池知识

    太阳能电池,是生活中常见的电池类型之一。但是,太阳能电池按照材料的不同具有不同分类,比如薄膜太阳能电池、有机太阳能电池等。本文中,小编将堆有机太阳能电池予以介绍。如果你对太阳能电池具有兴趣,不妨继续...

    06-21
  • 用三极管实现一个闪光经典电路的设计方案

    很多时候,我们是知其然,不知所以然。如果刨根问到底的话,可能这个问题会持续耽误完成这件事情的整个过程。但是不

    05-11
  • 您了解光伏配电箱吗?家用配电箱跳闸问题如何检测?

    配电箱,是常用电力设备。通过配电箱,能够对电力加以管控。为增进大家对配电箱的认识,本文将对光伏配电箱予以介绍,并阐述如何检测家用配电箱的跳闸问题。如果你对配电箱具有兴趣,不妨和小编一起继续往下阅读哦...

    01-24
  • LED灯光里的“隐形杀手”:警惕频闪危害

    使用LED等是家家户户的选择,然而也有的人在安装LED等之后,灯就会不停的闪烁。在晚上的时候,就会觉得比较吓人,那么led灯闪烁是什么原因呢?想要解决闪烁的问题,就一定要找对原因,才可以彻底的改善。下面就给大家...

    01-15
  • LED灯关了有微弱亮光,可能是这些原因造成

    对于家庭中所使用的灯,在进行挑选的时候,市场上也有着很多的种类,那么什么样的灯更受欢迎一些呢。可能很多人都会推荐led灯,这种灯在每个家庭中也都是比较常见的,可能也有人发现关掉以后还会发出一些微弱的光,...

    01-15
  • LED灯PK白炽灯:谁是节能之王?

    正确。 LED灯就是发光二极管,是采用固体半导体芯片为发光材料,与传统灯具相比,LED灯节能、环保、显色性与响应速度好。 (一)节能是LED灯最突出的特点 在能耗方面,LED灯的能耗是白炽灯的十分之一,是节能灯的四分...

    01-15
下载排行榜
更多
评测报告
更多
广告