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xxj292

实习版主

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[交流] 光伏电池能带隙是不是越低越好？

光伏电池能带隙越低，可利用的波长范围就越大，电池效率越大。但是上次我看到个评论说并不是这样，貌似涉及到空穴电子复合的问题，有没有哪位同学说说到底是什么情况？还有低能带电池有什么缺陷，开路电压低应该能算一个吧。

其实我做的课题叫热光伏，是用光伏电池吸收高温辐射器发出的热辐射的，辐射器一般温度为1000度左右，光谱与太阳辐射光谱不同，一般红外的比较多，可见光波段比较少，所以希望能用低能带电池吸收更多的红外光。但是看到评论说低能带电池有缺陷，想知道这个缺陷是不是仅仅是针对吸收太阳辐射而言的。

[ Last edited by xxj292 on 2013-11-23 at 10:51 ]
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1楼 2013-11-22 09:20:02
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xxj292

主管区长

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引用回帖:
3楼: Originally posted by bzuliguishun at 2013-11-22 12:14:29
据我理解，带隙太小的话，高能量光子利用率就会变低了，如同杀鸡用了宰牛刀。

比如Si电池是1.1ev，波长小于1100nm的光子都能用来发电，假设波长为1100nm的光子全部被利用，波长为500nm的光子只有部分能量能用来发电，还有部分能量装换为热。带隙越小，高能光子转换为热的份额越大。"高能量光子利用率就会变低"这句话是这样理解吗？也就是说，带隙变小，虽然能利用波长较长的光子能量，波长较短的光子可用能量却变少了，所以带隙越小，电池效率也不一定会高？
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4楼2013-11-22 14:09:08
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highkick3

版主

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chemlh: 欢迎积极交流 2013-11-23 10:56:42
xxj292: 金币+3 2013-11-25 15:18:27
能带间隙的减小使得能产生载流子的光子数增大导致短路电流增大，但会使得开路电压减小，因此带隙对转换效率的影响是双向的。实际上电池效率随带隙的增大有个先增后减的过程

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2楼2013-11-22 09:30:39
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匿名

超级版主

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xxj292: 金币+2, 谢谢 2013-11-25 15:18:59
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3楼2013-11-22 12:14:29
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匿名

主管区长

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5楼2013-11-22 18:13:19
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风中男子

版主

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xxj292: 金币+2, 谢谢 2013-11-25 15:19:08
太阳能电池需要的是吸收光谱的覆盖面积大，不是单纯的要求吸收带红移，如果完全过分的红移到了红外区，那的光子能量就很小，应用于太阳能电池就没什么意义。
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6楼2013-11-23 09:03:25
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xxj292

专家顾问

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引用回帖:
6楼: Originally posted by 风中男子 at 2013-11-23 09:03:25
太阳能电池需要的是吸收光谱的覆盖面积大，不是单纯的要求吸收带红移，如果完全过分的红移到了红外区，那的光子能量就很小，应用于太阳能电池就没什么意义。

其实我做的课题叫热光伏，是用光伏电池吸收高温辐射器发出的热辐射的，辐射器一般温度为1000度左右，光谱与太阳辐射光谱不同，一般红外能量的比较多，可见光波段比较少，所以希望能用低能带电池吸收更多的红外光。但是看到评论说低能带电池有缺陷，想知道这个缺陷是不是仅仅是针对吸收太阳辐射而言的。

[ Last edited by xxj292 on 2013-11-23 at 10:53 ]
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7楼2013-11-23 10:51:17
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匿名

实习版主

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xxj292: 金币+3, 谢谢 2013-11-25 15:19:27
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8楼2013-11-23 13:06:47
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highkick3

兑换贵宾

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4楼: Originally posted by xxj292 at 2013-11-22 14:09:08
比如Si电池是1.1ev，波长小于1100nm的光子都能用来发电，假设波长为1100nm的光子全部被利用，波长为500nm的光子只有部分能量能用来发电，还有部分能量装换为热。带隙越小，高能光子转换为热的份额越大。"高能 ...

Si是间接带隙半导体，能量大于带隙宽度的光子不能完全吸收

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9楼2013-11-25 18:57:50
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tianyingxing

管理员

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不是这样的  太阳电池来说有最佳的带隙宽度，单结电池在1.1-1.5之间具有最高的理论效率。效率较高的电池基本都在这中间。
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10楼2013-12-03 18:23:30
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yinlei880929

专家顾问

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对于带隙宽度不是越大越好  也不是越小越好  因为牵涉到电子空穴对激发产生与复合的问题  最佳的带隙宽度是1.4ev，因为硅的带隙宽度1.12ev比较接近，而且储量相当丰富，所以选择了硅材料，其实有比硅更适合，如镓，但因为储量的问题，不适合大规模做
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11楼2013-12-09 11:06:31
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fyjf

版主

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带隙越小，理论上开路电压也会随之减小。最佳为1.5eV 左右。 当然，这只是理论最佳带隙
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12楼2013-12-09 11:27:15
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jiatao1207

超级版主

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其实我觉得要综合各方面因素。而且有个极限问题。如果带隙是靠改变给体HOMO实现，原则上Voc会变小吧。如果带隙是靠改变给体lumo实现，这中间还要考虑跟受体的LUMO匹配问题，不过暂时来说，减小带隙，一般PCE都是增大的，可能主要原因是带隙减小（增大光子俘获），相比其它因素影响更为大.
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13楼2013-12-09 12:25:15
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liuqi44

版主

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有用
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14楼2015-09-22 10:38:16
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