太陽(yáng)能儲(chǔ)能電池轉(zhuǎn)換效率受什么因素影響？

儲(chǔ)能鋰電池對(duì)社會(huì)民生發(fā)展的作用越來(lái)越大，因?yàn)樘?yáng)能的轉(zhuǎn)化成電能儲(chǔ)存在電池中，給晚上用電器使用，這樣可以很好的節(jié)省電能費(fèi)用，提高國(guó)民收入，提升生活質(zhì)量。那么太陽(yáng)能儲(chǔ)能電池轉(zhuǎn)換效率受什么因素影響？

1.禁帶寬度

Voc隨E。的增大而增大，但另一方面，Isc隨E的增大而減小。結(jié)果是可期望在某一個(gè)確定的E。隨處出現(xiàn)太陽(yáng)電池效率的峰值。

2.溫度

隨溫度的增加，效率n下降。Isc對(duì)溫度T不很敏感，溫度主要對(duì)Voc起作用。

對(duì)于Si，溫度每增加1C，Voc下降室溫值的0.4%，也因而降低約同樣的百分?jǐn)?shù)。例如，一個(gè)硅電池在20C時(shí)的效率為20%，當(dāng)溫度升到120C時(shí)，效率僅為12%。又如GaAs電池，溫度每升高1℃，Voc降低1.7mv或降低0.2%。

3.復(fù)合壽命

希望載流子的復(fù)合壽命越長(zhǎng)越好，這主要是因?yàn)檫@樣做Isc大。少子長(zhǎng)壽命也會(huì)減小暗電流并增大Voc。在間接帶隙半導(dǎo)體材料如Si中，離結(jié)100m處也產(chǎn)生相當(dāng)多的載流子，所以希望它們的壽命能大于1μs。在直接帶隙材料，如GaAs或Gu，S中，只要10ns的復(fù)合壽命就已足夠長(zhǎng)了。

達(dá)到長(zhǎng)壽命的關(guān)鍵是在材料制備和電池的生產(chǎn)過(guò)程中，要避免形成復(fù)合中心。在加工過(guò)程中，適當(dāng)而且經(jīng)常進(jìn)行工藝處理，可以使復(fù)合中心移走，因而延長(zhǎng)壽命。

4.光強(qiáng)

將太陽(yáng)光聚焦于太陽(yáng)電池，可使一個(gè)小小的太陽(yáng)電池產(chǎn)生出大量的電能。設(shè)想光強(qiáng)被濃縮了X倍，單位電池面積的輸入功率和Jsc都將增加X(jué)倍，同時(shí)Voc也隨著增加（kT/q）1nX倍。因而輸出功：

率的增加將大大超過(guò)X倍，而且聚光的結(jié)果也使轉(zhuǎn)換效率提高了。。

5.摻雜濃度及剖面分布

對(duì)Voc有明顯的影響的另一因素是摻雜濃度。雖然N，和N。出現(xiàn)在V。定義的對(duì)數(shù)項(xiàng)中，它們的數(shù)量級(jí)也是很容易改變的。摻雜濃度愈高，V。.愈高。一種稱為重?fù)诫s效應(yīng)的現(xiàn)象近年來(lái)已引起較多的關(guān)注，在高摻雜濃度下，由于能帶結(jié)構(gòu)變形及電子統(tǒng)計(jì)規(guī)律的變化，所有方程中的N，和N。都應(yīng)以（N1）fr和（N。）。ee代替。如圖2.18。既然（N1）eft和（N。）cff顯現(xiàn)出峰值，那么用很高的N。和N。不會(huì)再有好處，特別是在高摻雜濃度下壽命還會(huì)減小。

目前，在Si太陽(yáng)電池中，摻雜濃度大約為1016cm-3，在直接帶隙材料制做的太陽(yáng)電池中約為1017cm3，為了減小串聯(lián)電阻，前擴(kuò)散區(qū)的摻雜濃度經(jīng)常高于1019cm-3，因此重?fù)诫s效應(yīng)在擴(kuò)散區(qū)是較為重要的。

當(dāng)N，和N。或（N1）f和（N。）f不均勻且朝著結(jié)的方向降低時(shí)，就會(huì)建立起一個(gè)電場(chǎng)，其方向能有助于光生載流子的收集，因而也改善了Isc。這種不均勻摻雜的剖面分布，在電池基區(qū)中通常是做不到的；而在擴(kuò)散區(qū)中是很自然的。

6.表面復(fù)合速率

低的表面復(fù)合速率有助于提高Isc，并由于Io的減小而使V。c改善。前表面的復(fù)合速率測(cè)量起來(lái)很困難，經(jīng)常被假設(shè)為無(wú)窮大。一種稱為背表面場(chǎng)（BSF）電池設(shè)計(jì)為，在沉積金屬接觸之前，電池的背面先擴(kuò)散一層P+附加層。

7.串聯(lián)電阻

在任何一個(gè)實(shí)際的太陽(yáng)電池中，都存在著串聯(lián)電阻，其來(lái)源可以是引線、金屬接觸柵或電池體電阻。不過(guò)通常情況下，串聯(lián)電阻主要來(lái)自薄擴(kuò)散層。PN結(jié)收集的電流必須經(jīng)過(guò)表面薄層再流入最靠近的金屬導(dǎo)線，這就是一條存在電阻的路線，顯然通過(guò)金屬線的密布可以使串聯(lián)電阻減小。串聯(lián)電阻R。的影響是改變I-V曲線的位置。