新概念光伏电池(量子化、纳米化)


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新概念光伏电池(量子化、纳米化)

帖子pvtool » 2012年 4月 25日 09:37

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利用硅材料pn结制成的光伏电池,能量变换效率低,故人们在寻求一种半
导体纳米材料构造的量子化架构,制成一种全新机理的高效率光伏电池。
所谓量子化就是半导体晶体粒子的尺寸是纳米级,电子运动的波长为厘米级(当波长为30cm,f=1ghz时,称为甚高频),离子周围设有非常厚的电势壁垒层,形象地称为三维或3d晶格构造。
该晶体结构对于制造高效光伏电池来说,具有如下优势。
①量子化(纳米化)晶体尺寸。若改变晶体尺寸,使光吸收波长可从紫外光到
近红外宽广的范围内作用,对串联式光伏电池来说提高光伏变换效率效果特别明显。
②能量缓冲时间加长。整体式或称块状的半导体晶体中由于激发电位能量很
高,在极短时间内载流子通过散乱运动释放电子而失去能量。而量子晶格中,因量子而相互作用和抑制又使载流子能量缓冲时间大大延长。利用这种缓冲效果,为研制多能带生成型和热电型光伏电池打下基础。
③形成多能带。量子化晶格光伏电池利用纳米技术形成三维的超级晶格结构。这类三维晶格和传统的pn结单一能带不同,它具有多个微能带(或称中间能带)。利用多个微能带的光子迁移作用产生诸如2次以上的光能吸收过程。这样,光伏电池即可产生非常高的变换效率。

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