摘 要太阳能科学是一门年轻的学问，它主要起源于上世纪七十年代石油危机期间呈现出的能源对人类社会、经济和政治的重要性。太阳能电池越来越被人类高度重视主要是因为光电转换效率高，材料价格低以及制备工艺简单等原因，近年来晶体硅和薄膜太阳电池研究的重大突破，更有效地促进光伏技术的可持续发展，研究和开发新的太阳能电池和技术的进展，将进一步加快大规模使用太阳能的过程。本课题主要是近年来最具代表性的新型太阳能电池和光伏技术的研究进展。HIT太阳电池结合了单晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池的优势，主要表现在节约材料成本以及生产工艺简单；有机太阳电池具有制备技术相对简单及成本低的特点；染料敏化太阳电池具有创造工艺简单，技术容易掌握等优势赢得了人们的高度关注；硅纳米线太阳能电池具有独特的光电特性，在实际应用中具有很好的应用价值；等离子体技术在太阳能光伏上的应用主要表现在陷光效应；多重激子效应及其在热载流子太阳电池上的应用在提高新型太阳电池的转换效率方面有很大的作用。
Key words：new type solar cell;photovoltaic technology ; progress目 录
第一章 绪论 5
1.1新型太阳能电池及光伏技术简介 5
1.2课题研究背景和意义 5
1.3论文工作安排 6
第二章 新型太阳能电池结构特点及工作原理 7
2.1新型太阳能电池分类 7
2.2新型太阳能电池结构特点及工作原理 7
2.2.1HIT太阳电池 7
2.2.2有机太阳电池 8
2.2.3染料敏化太阳电池 10
2.2.4硅纳米线太阳电池 11
2.2.5等离子体技术在太阳能光伏上的应用 12
2.2.6多重激子效应及其在热载流子太阳电池上的应用 13
第三章 新型太阳能电池及光伏技术的发展和应用 14
3.1HIT太阳电池 14
3.2有机太阳电池 14
3.3染料敏化太阳电池 15
3.4硅纳米线太阳电池 16
3.5等离子体技术在太阳能光伏上的应用 16
3.6多重激子效应及其在
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热载流子太阳电池上的应用 17
第四章 总结与展望 18
致 谢 19
参考文献 20
 绪论
1.1新型太阳能电池及光伏技术简介
随着社会的发展，不可再生资源的减少以及在使用过程中对生态环境的破坏，人类面临的最大问题就是寻找和开发新能源。太阳能具有对环境没污染，容易获得和取之不尽等特点，适应当今世界环境保护要求和趋势。太阳能电池依据光电效应，将太阳能转化为电能。太阳能电池是将太阳散出的光能转换成电能的器件，原理是使太阳光能通过半导体介质转换为电能，这种光电转换过程通常被叫做"光生伏特效应”。太阳能电池中所采用的材料是一种绝缘体，它的特性介于导体与半导体之间，主要由原子核和电子组成。当受到外部能量时，电子将摆脱轨道形成自由电子，并留下一个位置在原始轨道上。当在硅晶体中掺杂具有吸附电子能力的硼、镓等元素时，晶硅体是被控的p型半导体，通常用符号P表示；当在晶硅体中掺杂具有释放电子能力的磷、砷等元素时，晶硅体是被控的n型半导体，用符号N表示。如果两者的半导体是连接，接口将形成一个氮磷交界处。当太阳电池暴露在阳光下时，晶体中的电子会吸收光的能量，使正区域的正电荷移动，氮电子数增加，负电荷；晶体中的空穴会向P区移动，使P区空穴数量增加，带正电。因此，在氮磷结，这是我们通常说的双方都产生的电势。这种现象就是我们所说的"光生伏特效应”。当我们分别在磷层和氮层焊接金属线时，将负载元件，例如电源、电阻、电容等元件串联，并联起来，就能产生一定的电压和电流，并输出功率。从开始对太阳能电池的研究到现在，太阳能电池的发展历史，通过三个时期：第一代硅太阳能电池，第二代薄膜太阳能电池；第三代新型光伏太阳电池。
光伏技术是指直接将接受到的太阳光能变成电能的技术，制备获得的电能在工业生产以及科学研究中使用便捷，近年来快速发展的小型逆变器更是加快了光伏技术的发展。目前，发展以及发展中国家都计划光伏技术发展的蓝图，其目的是提高电池的转换效率，降低制造成本，实现太阳电池的普遍性。迄今为止，市场发展已经从单一的发电转向地面应用，例如驱动交通工具。
1.2课题研究背景和意义
能源是人类社会运行和发展的基础物质条件，短时期内是不可再生的，煤、石油等不可再生化石能源的有限性与人类社会发展的能源需求之间产生了极大的矛盾。因此，开发利用新能源已成为世界各国节约煤、石油等传统能源，达到能源持续发展的终极选择。新能源主要包括水能，可燃冰，太阳能等，然而大多数新能源都是太阳能不同的存在形式。太阳能光伏发电技术将能够把太阳能直接转化为电能的发电技术，它对无污染、无危害、能源短缺的起到临时改善，可以取之不尽，是一种高效的新能源利用方式，是人类社会新能源利用必走的道路。
随着人类社会日益增长，能源消损耗也越来越大，传统能源以不能满足人类社会的发展需要， 新型的无污染、无危害、可再生的太阳能应用而生。目前太阳能已成为人类使用新能源的重要组成部分，尤其是在传统化石能源短缺和环境污染日益恶劣的情况下,更加促进了人类对新型太阳能源的探究，研究太阳能电池已经成为二十一世纪科学研究的重中之重，因此，研究太阳能电池具有非常重要的意义。
1.3论文工作安排
第1章：新型太阳能电池及光伏技术的简介，课题的研究背景和意义，并对本论文的工作进行计划安排。
第2章：简单介绍了新型太阳能电池的分类，分为HIT太阳电池、有机太阳电池、染料敏化太阳电池、硅纳米线太阳电池、等离子体技术在太阳能光伏上的应用和多重激子效应及其在热载流子太阳电池上的应用六种；重点阐述每种太阳电池的结构、工作原理以及存在的不足。
第3章：详细介绍HIT、有机、染料敏化、硅纳米线等太阳能电池以及等离子体技术在太阳能光伏上的应用和多重激子效应及其在热载流子太阳电池上的应用所具有的优点、发展前景以及在各个领域上的应用。
第4章：主要是对此次课题内容进行总结。
新型太阳能电池结构特点及工作原理
2.1新型太阳能电池分类
太阳能光伏发电技术的普及主要取决于光伏转换效率和制造成本。近年来，科学的飞速发展带动了光电转换技术的发展，提高了光电转换性能，使得新型能源技术得到了极大的发展。新型太阳电池分类多种多样，本文重点介绍HIT太阳电池、有机太阳电池、染料敏化太阳电池、硅纳米线太阳电池、等离子体技术在太阳能光伏上的应用和多重激子效应及其在热载流子太阳电池上的应用。
2.2新型太阳能电池结构特点及工作原理
2.2.1HIT太阳电池
近年来，薄膜太阳能电池的生产已成为太阳能电池研究的一个新方向，并成为最成功的案例。HIT电池的结构是一个多层薄膜结构，就是我们所熟知的异质结太阳能电池。其典型结构：在高浓度的n型硅衬底上沉积一层很薄的本征硅，由于本征层的电阻率很大，会使短路电流变得很低以致效率降低，所以厚度应该很薄。然后敷一层重掺杂aSi∶H P型在固有层发射层。由于重掺杂层的差光学性质与沉积的厚度有关，因此发射层的厚度也很薄，其中光生载流子会即刻复合。在电池构造框图的最上层选用TCO透明导电玻璃来降低光反射以至于增加导电性。
如图21所示HIT太阳能电池结构和工作原理。


图21HIT太阳能电池结构和工作原理
HIT太阳电池最大的问题就是用钝化作用减少界面缺陷态密度。aSi:H/cSi界面会因为非晶硅和单晶硅不同的带隙形成不连续的能带，导带不连续会影响电子向前电极的扩散，进而抑制电子与空穴在前电极的结合，有利于空穴在前电极的采集，增强开路电压。太阳能电池最常用在光伏产业，通常是异质结太阳能电池，这是因为使用的磷硅晶片是最常见光伏材料，磷硅晶片作为电池的电阻率的基板最小，但由于硼原子，磷型单晶硅太阳能电池作为基板上会对光照有衰减。且由于氢化非晶硅价带要比导带带阶大。与p型硅衬底相比，n 型硅衬底电池可以很多程度上提高光致衰退现象；n型硅衬底材料在高效复合中心上的密度教低;n 型硅材料电子具有较高的寿命;高温稳定性也更好;n型硅电池的光能转换成电能的效率较高。

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