晶體硅太陽能電池基本原理

1、A Leading Technology Superior Quality 科技領先科技領先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然 深圳市捷佳偉創(chuàng)深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司微電子設備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.C 沈 富 生 A Leading Technology Superior Quality 科技領先科技領先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然 深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.C PN結的形成結的形成 太陽能電池的等效電路太陽能電池的等效電路 光電轉換原理光電轉換原理 愛因斯坦劃時代的光

2、電理論 主要參考文獻主要參考文獻 半導體材料半導體材料 A Leading Technology Superior Quality 科技領先科技領先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然 深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.C 愛因斯坦劃時代的光電理論愛因斯坦劃時代的光電理論 20世紀最偉大的兩個物理理論：相對論世紀最偉大的兩個物理理論：相對論&量子力學量子力學 相對論（狹義相對論和廣義相對論）相對論（狹義相對論和廣義相對論） 一人的創(chuàng)作一人的創(chuàng)作 量子力學量子力學 多人的集體創(chuàng)作（以玻爾為首的哥本哈根學派，如玻恩、泡多人的集

3、體創(chuàng)作（以玻爾為首的哥本哈根學派，如玻恩、泡 利、海森堡、狄拉克等成員）利、海森堡、狄拉克等成員） A Leading Technology Superior Quality 科技領先科技領先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然 深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.C 愛因斯坦劃時代的光電理論愛因斯坦劃時代的光電理論 狹義相對論（狹義相對論（1905年發(fā)表）年發(fā)表） 光速不變，四維時空，否定經(jīng)典力學的絕對時空觀光速不變，四維時空，否定經(jīng)典力學的絕對時空觀 。 E-MC2 物體跑得越快，則時間變得越慢，長度變得越短，重量變得越

4、重。物體跑得越快，則時間變得越慢，長度變得越短，重量變得越重。 廣義相對論（廣義相對論（1916年發(fā)表）年發(fā)表） 引力場，宇宙黑洞，宇宙的有限無界引力場，宇宙黑洞，宇宙的有限無界 A Leading Technology Superior Quality 科技領先科技領先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然 深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.C 愛因斯坦于愛因斯坦于1905年發(fā)表光量子論，提出光子假說年發(fā)表光量子論，提出光子假說 愛因斯坦公式：愛因斯坦公式：Dn=(kT/q)n Dh=(kT/q)h 愛因斯坦因為解釋光電效

5、應方面的理論愛因斯坦因為解釋光電效應方面的理論 而不是因為發(fā)表相對論獲得諾貝爾物理獎（而不是因為發(fā)表相對論獲得諾貝爾物理獎（1921年）年） 愛因斯坦劃時代的光電理論愛因斯坦劃時代的光電理論 A Leading Technology Superior Quality 科技領先科技領先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然 深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.C 諾貝爾委員會的錯誤決定？諾貝爾委員會的錯誤決定？ 諾貝爾委員會的正確決定！諾貝爾委員會的正確決定！ 愛因斯坦劃時代的光電理論愛因斯坦劃時代的光電理論 A Leading

6、 Technology Superior Quality 科技領先科技領先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然 深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.C 半半 導導 體體 材材 料料 固體材料按其導電性能可分為三類：絕緣體、固體材料按其導電性能可分為三類：絕緣體、 半導體及導體。半導體及導體。 絕緣體：絕緣體：玻璃、橡膠、塑料、石英玻璃、橡膠、塑料、石英等 半導體：半導體：鍺、硅、砷化鎵、硫化鎘等鍺、硅、砷化鎵、硫化鎘等 導體：導體：金、銀、銅、鋁、鉛、錫等金、銀、銅、鋁、鉛、錫等 半導體的電阻率：半導體的電阻率：10-4 1

7、0-7 歐姆歐姆米米 A Leading Technology Superior Quality 科技領先科技領先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然 深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.C 半半 導導 體體 材材 料料 1、熱敏、熱敏 2、光敏、光敏 3、雜質(zhì)、雜質(zhì) 4、其它特性（、其它特性（ 溫差電效應，霍爾效應，溫差電效應，霍爾效應， 發(fā)光效應，光伏效應，激光性能等）發(fā)光效應，光伏效應，激光性能等） 半導體材料特性半導體材料特性 A Leading Technology Superior Quality 科技領先科技領

8、先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然 深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.C 半半 導導 體體 材材 料料 Eg 半導體的能級半導體的能級/能帶能帶 導帶導帶 禁帶禁帶 滿帶滿帶 固體固體 原子原子 Si1.1eV A Leading Technology Superior Quality 科技領先科技領先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然 深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.C 半半 導導 體體 材材 料料 滿帶（允帶）滿帶（允帶） ：被電子占滿的能

9、帶：被電子占滿的能帶 不導電不導電 導帶（允帶）導帶（允帶） ：被電子部分占領的能帶：被電子部分占領的能帶 導電導電 禁帶：沒有被電子占領的能帶禁帶：沒有被電子占領的能帶 價帶：處于滿帶頂?shù)哪軒r帶：處于滿帶頂?shù)哪軒?A Leading Technology Superior Quality 科技領先科技領先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然 深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.C 半半 導導 體體 材材 料料 （a): 絕緣體絕緣體 (b):半導體半導體 (c):導體導體 A Leading Technology Sup

10、erior Quality 科技領先科技領先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然 深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.C 半半 導導 體體 材材 料料 半導體除了導電中的電子導電，還有價帶上空穴的導電半導體除了導電中的電子導電，還有價帶上空穴的導電 A Leading Technology Superior Quality 科技領先科技領先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然 深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.C 半半 導導 體體 材材 料料 硅晶體的特

11、點是原子之間 靠共有電子對連接在一 起。硅原子的4個價電子 和它相鄰的4個原子組成 4對共有電子對。這種共 有電子對就稱為“共價 鍵”。 Si +4+4 +4+4 共價鍵共價鍵 共用電共用電 子對子對 A Leading Technology Superior Quality 科技領先科技領先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然 深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.C 半半 導導 體體 材材 料料 半導體的摻雜半導體的摻雜 一、本征半導體一、本征半導體 電子和空穴（載流子）電子和空穴（載流子） Si在在300K：1.5x10

12、10/cm3 二、摻雜半導體：少量的摻雜可極大地增加載流子濃度二、摻雜半導體：少量的摻雜可極大地增加載流子濃度 （常溫時，（常溫時，Si：10-6 105 ） 1、N型半導體型半導體 2、P型半導體型半導體 A Leading Technology Superior Quality 科技領先科技領先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然 深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.C 半半 導導 體體 材材 料料 1、N型半導體型半導體 在在Si材料中摻入第材料中摻入第V族元素族元素 （P，As等）等） 多數(shù)載流子電子多數(shù)載流子電子

13、少數(shù)載流子空穴少數(shù)載流子空穴 在Si材料中摻入第III族元素 （B, Al等） 多數(shù)載流子空隙 少數(shù)載流子電子 2、P型半導體型半導體 多余多余 電子電子 空空 鍵鍵 接受接受 電子電子 空空 穴穴 A Leading Technology Superior Quality 科技領先科技領先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然 深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.C 半半 導導 體體 材材 料料 pn pqnq 1 )( 1 pn i q n n nq 1 p pq 1 電阻率與雜質(zhì)濃度有如下關系： 本征半導體： P型半導體

14、： N型半導體： A Leading Technology Superior Quality 科技領先科技領先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然 深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.C 擴散運動擴散運動 因濃度差，載流子沿濃度梯度由高濃度向低濃度方向因濃度差，載流子沿濃度梯度由高濃度向低濃度方向 的運動。的運動。 漂移運動漂移運動 受電場力的驅使，載流子沿由高電勢向低電勢方向的受電場力的驅使，載流子沿由高電勢向低電勢方向的 運動運動 PN結的形成結的形成 A Leading Technology Superior Qual

15、ity 科技領先科技領先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然 深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.C np npnp PN結的形成結的形成 N區(qū)：高濃度電子向低濃度區(qū)：高濃度電子向低濃度P區(qū)擴散區(qū)擴散 P區(qū)：高濃度空穴向低濃度區(qū)：高濃度空穴向低濃度N區(qū)擴散區(qū)擴散 N區(qū)：電子是多子，空穴是少子。區(qū)：電子是多子，空穴是少子。 P區(qū)：空穴是多子，電子是少子。區(qū)：空穴是多子，電子是少子。 N區(qū)：電子（帶負電）移動后留下正電荷區(qū)：電子（帶負電）移動后留下正電荷 P區(qū)：空穴（帶正電）移動后留下負電荷區(qū)：空穴（帶正電）移動后留下負電荷 以

16、上為多數(shù)載流子由高濃度向低濃度區(qū)的擴散運動的過程以上為多數(shù)載流子由高濃度向低濃度區(qū)的擴散運動的過程 np npnp 電場方向由電場方向由N區(qū)指向區(qū)指向P區(qū)區(qū) A Leading Technology Superior Quality 科技領先科技領先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然 深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.C PN結的形成結的形成 npnp N區(qū)：多子即電子被由區(qū)：多子即電子被由N區(qū)指向區(qū)指向P區(qū)的電場阻擋無法向區(qū)的電場阻擋無法向P區(qū)做擴散運動，區(qū)做擴散運動， 少子即空穴在由少子即空穴在由N區(qū)指向區(qū)指向P區(qū)的

17、電場驅動下向區(qū)的電場驅動下向P區(qū)做漂移運動。區(qū)做漂移運動。 電場方向由電場方向由N區(qū)指向區(qū)指向P區(qū)區(qū)電場方向由電場方向由N區(qū)指向區(qū)指向P區(qū)區(qū) P區(qū)：多子即空穴被由區(qū)：多子即空穴被由N區(qū)指向區(qū)指向P區(qū)的電場阻擋無法向區(qū)的電場阻擋無法向N區(qū)做擴散運動，區(qū)做擴散運動， 少子即電子在由少子即電子在由N區(qū)指向區(qū)指向P區(qū)的電場驅動下向區(qū)的電場驅動下向N區(qū)做漂移運動。區(qū)做漂移運動。 以上為少數(shù)載流子由電場力驅動做漂移運動的過程以上為少數(shù)載流子由電場力驅動做漂移運動的過程 A Leading Technology Superior Quality 科技領先科技領先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然 深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有

18、限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.C PN結的形成結的形成 空間電荷區(qū)即內(nèi)建電場（勢壘區(qū)、阻擋層）：阻礙多數(shù)載流子做擴散運動空間電荷區(qū)即內(nèi)建電場（勢壘區(qū)、阻擋層）：阻礙多數(shù)載流子做擴散運動 驅動少數(shù)載流子做漂移運動驅動少數(shù)載流子做漂移運動 擴散運動和漂移動最終達到平衡，即擴散電流擴散運動和漂移動最終達到平衡，即擴散電流=漂移電流，此時建立了空間電荷區(qū)。漂移電流，此時建立了空間電荷區(qū)。 A Leading Technology Superior Quality 科技領先科技領先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然 深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司深圳

19、市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.C 平衡載流子平衡載流子 )exp( 0 KT EE nn iF i )exp( 0 KT EE np Fi i 處于熱平衡狀態(tài)的半導體，在一定溫度下，載流子濃度 是一定的，這種處于熱平衡狀態(tài)下的載流子濃度，稱為平 衡載流子濃度。 n0 p0= ni2 PN結的形成結的形成 A Leading Technology Superior Quality 科技領先科技領先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然 深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.

20、C 光電轉換過程光電轉換過程 太陽能電池發(fā)電要求：太陽能電池發(fā)電要求： 1、必須有光的照射，可以是太陽光、單色光或模擬光。、必須有光的照射，可以是太陽光、單色光或模擬光。 2、光子注入到半導體后激發(fā)出電子、空穴對，此對電子空穴、光子注入到半導體后激發(fā)出電子、空穴對，此對電子空穴 必須有足夠長的壽命，確保在分離前不會復合消失；必須有足夠長的壽命，確保在分離前不會復合消失； 3、必須有一個靜電場，使電子、空穴分離；、必須有一個靜電場，使電子、空穴分離； 4、必須有電極分別收集電子和空穴輸出到電池體外形成電流。、必須有電極分別收集電子和空穴輸出到電池體外形成電流。 A Leading Technol

21、ogy Superior Quality 科技領先科技領先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然 深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.C 光電轉換過程光電轉換過程 A Leading Technology Superior Quality 科技領先科技領先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然 深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.C 非平衡載流子（光照產(chǎn)生非平衡載流子）非平衡載流子（光照產(chǎn)生非平衡載流子） 光電轉換過程光電轉換過程 非平衡載流子平均生存的時間稱

22、為非平衡載流子的壽命。非平衡載流子平均生存的時間稱為非平衡載流子的壽命。 由于相對于非平衡多數(shù)載流子，非平衡少數(shù)載流子的影響處由于相對于非平衡多數(shù)載流子，非平衡少數(shù)載流子的影響處 于主導地位，因而非平衡載流子的壽命（常稱為少數(shù)載流子于主導地位，因而非平衡載流子的壽命（常稱為少數(shù)載流子 壽命，簡稱少子壽命）被用來衡量材料的質(zhì)量。壽命，簡稱少子壽命）被用來衡量材料的質(zhì)量。 A Leading Technology Superior Quality 科技領先科技領先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然 深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理

23、www.C 非平衡載流子（光照產(chǎn)生非平衡載流子）非平衡載流子（光照產(chǎn)生非平衡載流子） 光電轉換過程光電轉換過程 處于非平衡狀態(tài)的半導體，其載流子濃度也不再是n0和p0， 可以比他們多出一部分，多出這部分載流子稱為非平衡載流子， 用n和p 表示。 A Leading Technology Superior Quality 科技領先科技領先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然 深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.C 光電轉換過程光電轉換過程 t eptp 0 )()( t e p tp 0 )( )( 即此時就是材料的少子壽命

24、少子壽命少子壽命 當當 時時 A Leading Technology Superior Quality 科技領先科技領先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然 深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.C 光電轉換過程光電轉換過程 A Leading Technology Superior Quality 科技領先科技領先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然 深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.C 光電轉換過程光電轉換過程 PN結加正向偏壓結加正向偏壓 即即P區(qū)

25、接電源正極，區(qū)接電源正極， N區(qū)接電源負極區(qū)接電源負極 空間電荷區(qū)的寬度減小，勢壘高度從空間電荷區(qū)的寬度減小，勢壘高度從 qVD下降為下降為q（VD-V） A Leading Technology Superior Quality 科技領先科技領先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然 深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.C 光電轉換過程光電轉換過程 PN結加反向偏壓結加反向偏壓 即即P區(qū)接電源負極，區(qū)接電源負極， N區(qū)接電源正極區(qū)接電源正極 空間電荷區(qū)的寬度減小，勢壘高度從空間電荷區(qū)的寬度減小，勢壘高度從 qVD增大為增大為

26、q（VD+V） A Leading Technology Superior Quality 科技領先科技領先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然 深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.C 光電轉換過程光電轉換過程 P-N結的結的I-V特性特性 Shockley 方程：方程： Id =I0exp(qV/kT)-1 特點：單向導電性特點：單向導電性 DP iP An in NL nqD NL nqD A I 22 0 A Leading Technology Superior Quality 科技領先科技領先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然 深

27、圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.C 光電轉換的三個物理過程光電轉換的三個物理過程 1、吸收光能激發(fā)出非平衡電子一空穴對、吸收光能激發(fā)出非平衡電子一空穴對 2、非平衡電子和空穴從產(chǎn)生處向非均勻勢場區(qū)運動、非平衡電子和空穴從產(chǎn)生處向非均勻勢場區(qū)運動 3、非平衡電子和空穴在非均勻勢場作用下向相反方向運動、非平衡電子和空穴在非均勻勢場作用下向相反方向運動 而分離而分離 光生電流的方向相當于普通二極管的反向電流的方向。光生電流的方向相當于普通二極管的反向電流的方向。 光照使光照使PN結勢壘降低等效于結勢壘降低等效于

28、PN結外加正向偏壓，形成正結外加正向偏壓，形成正 向注入電流。這個電流的方向與光生電流剛好相反，是太向注入電流。這個電流的方向與光生電流剛好相反，是太 陽電池中的不利因素。陽電池中的不利因素。 光電轉換過程光電轉換過程 A Leading Technology Superior Quality 科技領先科技領先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然 深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.C 光電轉換過程光電轉換過程 V I IL V I IL A Leading Technology Superior Quality 科技領先科

29、技領先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然 深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.C 太陽電池的等效電路太陽電池的等效電路 重要參數(shù)重要參數(shù) 1、短路電流（、短路電流（Isc），）， 2、開路電壓（、開路電壓（Voc），）， 3、填充因子（、填充因子（FF），）， 4、轉換效率（、轉換效率（ ） 5、串聯(lián)電阻（、串聯(lián)電阻（RS） 6、并聯(lián)電阻（、并聯(lián)電阻（RSH） 輸出功率：功率輸出功率：功率=Isc*Voc*FF 最大工作電流（最大工作電流（Im），）， 最大工作電壓（最大工作電壓（Vm），）， A Leading Tech

30、nology Superior Quality 科技領先科技領先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然 深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.C 理想理想PN結特性：結特性： 太陽電池的等效電路太陽電池的等效電路 1 0 eIIIII KTqv LDL 1 0I II l L n q kT V IIscL I ISC RS = 0 RSH = RLOAD A Leading Technology Superior Quality 科技領先科技領先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然 深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司

31、 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.C 太陽電池的等效電路太陽電池的等效電路 1、短路電流、短路電流ISC： 當當V=0,即短路情況下即短路情況下: （最大光生電流）（最大光生電流） IIscL I IIscL I 1 0 eIIIII KTqv LDL I = ISC R = 0 A Leading Technology Superior Quality 科技領先科技領先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然 深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.C 太陽電池的等效電路太陽電池的等效電路 2、開路電壓、

32、開路電壓VOC： IIscL I 1 0I I lV L noc q KT DP iP An in NL nqD NL nqD A I 22 0 當I=0,即開路情況下: 最高輸出暗電流 1 0I II l L n q kT V I = 0 R = + _ V = VOC A Leading Technology Superior Quality 科技領先科技領先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然 深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.C 太陽電池的等效電路太陽電池的等效電路 3、填充因子、填充因子FF： 是輸出特性曲線是輸

33、出特性曲線“方形方形”程度的量程度的量 度度 最佳工作點，負載匹配。最佳工作點，負載匹配。 最大輸出功率點所對應的面積在最大輸出功率點所對應的面積在ISC 和和VOC所組成的面積中的百分比。所組成的面積中的百分比。 IIscL I scoc m scoc mpmp IV P IV VI FF A Leading Technology Superior Quality 科技領先科技領先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然 深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.C 4、轉換效率、轉換效率 ： 表示為有多少光能轉換為電能。表示為有多少光能轉換為電能。 太陽電池的等效電路太陽電池的等效電路 IIscL I in mpmp in P VI P P max scoc m scoc mpmp IV P IV VI FF in scoc P IFFV 填充因子正好是I-V曲線下最大長方形面積與乘積VocIsc 之比，所以轉換效率可表示為 A Leading Technology S