《量子点太阳能电池》PPT课件.pptx

太 阳 能 电 池量 子 点冯 维（0940502109）太阳能电池的发电方式：利用光电效应，将太阳辐射能直接转化为电能，光电转化的基本装置就是太阳能电池太阳能电池是一种由于光生伏光生伏特效应特效应而将太阳能直接转化为电能的器件一般太阳能电池是通过太阳光照到半导体上后电子的移动而产生电流的，采用硅半导体的太阳能电池受到光照之后，半导体中的电子会自由旋转半导体中的电子会自由旋转，这些电子中，只有移向电极的电子才会转换成电力由于未移动到电极的电子不能发电，所以实际上的发电效率较低 普通太阳能电池的缺陷：目前太阳能电池存在能耗高、光电转换效率能耗高、光电转换效率低低等缺点, 其光电转换效率皆低于理论预测值的重要原因之一是不能充分利用太阳光电池太阳光损失机制主要有是能量低于带隙的光子不能被吸收和能量大于带隙的光子存在热损失 量子点( quantum dot, QD) 是指尺寸在几十纳米范围内的纳米晶粒, 电子被约束在三维势阱中, 其运动在各个方向都是量子化的因而形成类似于原子内的分裂能级结构, 所以QDs也被称为人造原子. 最初提出QDSC的概念, 是考虑到QWs, QDs等低维结构在改善激光器、发光二极管及光电探测器等器件性能方面的成功应用. 与传统的体材料相比, QDs的基本优势在于: 通过共振隧穿效应, 能提高电池对光生载流子的收集率, 从而增大光电流; 通过调节量子点的尺寸和形状, 可以优化量子化能级与太阳光谱的匹配度。

量子点的吸收光谱可以通过改变量子点的尺寸大小来控制 那么通过改变量子点的尺寸和它的化学组成可以使其吸收光谱覆盖整个可见光区不同不同粒径的量子点在同一光下粒径的量子点在同一光下量子点的量子效应大大提高了俄歇过程，有效的改进了形成电子空穴对的动力学弛豫，同时也提高了多 激子产生的效率，因此可以达到提高光电流的目的.且对于三维限制的载流子，动量不再是一个好量子数 ，跃迁过程不必满足动量守恒.量子点多激子太阳电池 量子点中间带太阳电池一般太阳电池其光电转换效率理论上最多仅为30% ，而量子点太阳电池在理论上可以实现60% 以上的高转换效率一般太阳电池根据材质不同，可吸收的光波也不一样 ，特别是很难吸收红外线等长波而量子点太阳电池即便是相同材质，只要改变量子点的大小，可吸收光波的波长也会相应的 改变：尺寸小的量子点可以吸收高能量范围的太阳光，尺寸大的量子点可以吸收低能量范围的太阳光 而且生长量子点的精确度越高，其吸收光波的控制能力以及转换效率也就越高 1.能够有效降低的成本太阳能电池2.能够制作柔性太阳能电池板3.具有较高的光电转换效率目前仍处于研发阶段，技术尚未成熟，无法批量生产。