1.太陽能電池發(fā)電原理 jK e.gA
,!hnm
太陽電池是一對光有響應并能將光能轉換成電力的器件。能產生光伏效應的材料有許多種,如:單晶硅,多晶硅,非晶硅,砷化鎵,硒銦銅等。它們的發(fā)電原理基本相同,現(xiàn)以晶體為例描述光發(fā)電過程。P型晶體硅經過摻雜磷可得N型硅,形成P-N結。 4Mi~1iZj
;HP#bx
當光線照射太陽電池表面時,一部分光子被硅材料吸收;光子的能量傳遞給了硅原子,使電子發(fā)生了越遷,成為自由電子在P-N結兩側集聚形成了電位差,當外部接通電路時,在該電壓的作用下,將會有電流流過外部電路產生一定的輸出功率。這個過程的的實質是:光子能量轉換成電能的過程。 K\~v&
q P'[&h5Y
2.晶體硅太陽電池的制作過程
] ;&"1A
/e .D/;]
“硅”是我們這個星球上儲藏最豐量的材料之一。自從19世紀科學家們發(fā)現(xiàn)了晶體硅的半導體特性后,它幾乎改變了一切,甚至人類的思維,20世紀末.我們的生活中處處可見“硅”的身影和作用,晶體硅太陽電池是近15年來形成產業(yè)化最快。生產過程大致可分為五個步驟:a、提純過程 b、拉棒過程 c、切片過程 d、制電池過程 e、封裝過程。 V\"1wV~E
RvR:e|
3.太陽電池的應用 22|"K**3J|
loBtd%wY
上世紀60年代,科學家們就己經將太陽電池應用于空間技術——通信衛(wèi)星供電,上世紀末,在人類不斷自我反省的過程中,對于光伏發(fā)電這種如此清潔和直接的能源形式已愈加親切,不僅在空間應用,在眾多領域中也大顯身手。如:太陽能庭院燈、太陽能發(fā)電戶用系統(tǒng)、村寨供電的獨立系統(tǒng)、光伏水泵(飲水或灌溉)、通信電源、石油輸油管道陰極保護、光纜通信泵站電源、海水淡化系統(tǒng)、城鎮(zhèn)中路標、高速公路路標等。在世紀之交前后期間,歐美等先進國家光伏發(fā)電并入城市用電系統(tǒng)及邊遠地區(qū)自然界村落供電系統(tǒng)納入發(fā)展方向。太陽電池與建筑系統(tǒng)的結合已經形成產業(yè)化趨勢。 Y|:YrZSC
UTvs
|[
4.太陽電池基本性質 VE*j*U
j
uS&LG#a
a .光電轉換效率 η% 評估太陽電池好壞的重要因素。 &lq^dFP&Su
LfHzT<)|
目前:實驗室 η ≈ 24%,產業(yè)化:η ≈ 15%。 Jl_~_Z
|UYED%dC
b.單體電池電壓 V:0.4V——0.6V由材料物理特性決定。 lJUy;yp_+
Fav^^vf*1
c.填充因子FF%:評估太陽電池負載能力的重要因素。 FF=(Im×Vm)/(Isc×Voc) IqNpLh|[
P,U$ %C!
其中:Isc—短路電流,Voc—開路電壓,Im—最佳工作電流,Vm—最佳工作電壓; $HxS:3D%D
"Tv:*L5
d.標準光強與環(huán)境溫度 地面:AM1.5光強,1000W/m2 ,t = 25℃; X5 j=C]
=!<^^6LZ
e.溫度對電池性質的影響,例如:在標準狀況下,AM1.5光強,t=25℃某電池板輸出功率測得為100Wp,如果電池溫度升高至45℃時,則電池板輸出功率就不到100Wp