太陽(yáng)能電池板
太陽(yáng)能電池板主要材料是“硅”, “硅”是我們這個(gè)星球上儲(chǔ)藏最豐量的材料之一。 自從19世紀(jì)科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了晶體硅的半導(dǎo)體特性后,它幾乎改變了一切,甚至人類的思維。20世紀(jì)末,人類的生活中處處可見(jiàn)“硅”的身影和作用,晶體硅太陽(yáng)能電池是近15年來(lái)形成產(chǎn)業(yè)化最快的。生產(chǎn)過(guò)程大致可分為五個(gè)步驟:a、提純過(guò)程 b、拉棒過(guò)程 c、切片過(guò)程 d、制電池過(guò)程 e、封裝過(guò)程。
太陽(yáng)能電池板-分類
太陽(yáng)能電池板:Solar panel
分類:
按晶體硅電池板劃分:多晶硅太陽(yáng)能電池、單晶硅太陽(yáng)能電池。
按非晶硅電池板劃分:薄膜太陽(yáng)能電池、有機(jī)太陽(yáng)能電池。
按化學(xué)染料電池板劃分:染料敏化太陽(yáng)能電池。
太陽(yáng)能電池板-組成
(1)單晶硅太陽(yáng)能電池
單晶硅太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率為15%左右,最高的達(dá)到24%,這是目前所有種類的太陽(yáng)能電池中光電轉(zhuǎn)換效率最高的,但制作成本很大,以致于它還不能被大量廣泛和普遍地使用。由于單晶硅一般采用鋼化玻璃以及防水樹(shù)脂進(jìn)行封裝,因此其堅(jiān)固耐用,使用壽命一般可達(dá)15年,最高可達(dá)25年。
(2)多晶硅太陽(yáng)能電池
多晶硅太陽(yáng)電池的制作工藝與單晶硅太陽(yáng)電池差不多,但是多晶硅太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率則要降低不少,其光電轉(zhuǎn)換效率約12%左右 (2004年7月1日日本夏普上市效率為14.8%的世界最高效率多晶硅太陽(yáng)能電池)。 從制作成本上來(lái)講,比單晶硅太陽(yáng)能電池要便宜一些,材料制造簡(jiǎn)便,節(jié)約電耗,總的生產(chǎn)成本較低,因此得到大量發(fā)展。此外,多晶硅太陽(yáng)能電池的使用壽命也要比單晶硅太陽(yáng)能電池短。從性能價(jià)格比來(lái)講,單晶硅太陽(yáng)能電池還略好。
(3)非晶硅太陽(yáng)能電池
非晶硅太陽(yáng)電池是1976年出現(xiàn)的新型薄膜式太陽(yáng)電池,它與單晶硅和多晶硅太陽(yáng)電池的制作方法完全不同,工藝過(guò)程大大簡(jiǎn)化,硅材料消耗很少,電耗更低,它的主要優(yōu)點(diǎn)是在弱光條件也能發(fā)電。但非晶硅太陽(yáng)電池存在的主要問(wèn)題是光電轉(zhuǎn)換效率偏低,目前國(guó)際先進(jìn)水平為10%左右,且不夠穩(wěn)定,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),其轉(zhuǎn)換效率衰減。
(4)多元化合物太陽(yáng)電池
多元化合物太陽(yáng)電池指不是用單一元素半導(dǎo)體材料制成的太陽(yáng)電池。現(xiàn)在各國(guó)研究的品種繁多,大多數(shù)尚未工業(yè)化生產(chǎn),主要有以下幾種:a) 硫化鎘太陽(yáng)能電池b) 砷化鎵太陽(yáng)能電池c) 銅銦硒太陽(yáng)能電池(新型多元帶隙梯度Cu(In, Ga)Se2薄膜太陽(yáng)能電池)
Cu(In, Ga)Se2是一種性能優(yōu)良太陽(yáng)光吸收材料,具有梯度能帶間隙(導(dǎo)帶與價(jià)帶之間的能級(jí)差)多元的半導(dǎo)體材料,可以擴(kuò)大太陽(yáng)能吸收光譜范圍,進(jìn)而提高光電轉(zhuǎn)化效率。以它為基礎(chǔ)可以設(shè)計(jì)出光電轉(zhuǎn)換效率比硅薄膜太陽(yáng)能電池明顯提高的薄膜太陽(yáng)能電池??梢赃_(dá)到的光電轉(zhuǎn)化率為18%,而且,此類薄膜太陽(yáng)能電池到目前為止,未發(fā)現(xiàn)有光輻射引致性能衰退效應(yīng)(SWE),其光電轉(zhuǎn)化效率比目前商用的薄膜太陽(yáng)能電池板提高約50~75%,在薄膜太陽(yáng)能電池中屬于世界的最高水平的光電轉(zhuǎn)化效率。
太陽(yáng)能電池板-壽命
現(xiàn)在太陽(yáng)能電池板廠家提供的數(shù)據(jù)是包用20年,不是儲(chǔ)能的鉛酸電池,只是電池板,現(xiàn)在每瓦的價(jià)格在國(guó)內(nèi)差不多30-40元,國(guó)際價(jià)格3.5-3.8美元每瓦。價(jià)格是按瓦算的!
太陽(yáng)能電池板-功率計(jì)算方法
太陽(yáng)能交流發(fā)電系統(tǒng)是由太陽(yáng)電池板、充電控制器、逆變器和蓄電池共同組成;太陽(yáng)能直流發(fā)電系統(tǒng)則不包括逆變器。為了使太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)能為負(fù)載提供足夠的電源,就要根據(jù)用電器的功率,合理選擇各部件。下面以100W輸出功率,每天使用6個(gè)小時(shí)為例,介紹一下計(jì)算方法:
1.首先應(yīng)計(jì)算出每天消耗的瓦時(shí)數(shù)(包括逆變器的損耗):若逆變器的轉(zhuǎn)換效率為90%,則當(dāng)輸出功率為100W時(shí),則實(shí)際需要輸出功率應(yīng)為100W/90%=111W;若按每天使用5小時(shí),則耗電量為111W*5小時(shí)=555Wh。
2.計(jì)算太陽(yáng)能電池板:按每日有效日照時(shí)間為6小時(shí)計(jì)算,再考慮到充電效率和充電過(guò)程中的損耗,太陽(yáng)能電池板的輸出功率應(yīng)為555Wh/6h/70%=130W。其中70%是充電過(guò)程中,太陽(yáng)能電池板的實(shí)際使用功率。
太陽(yáng)能電池板-發(fā)電系統(tǒng) 太陽(yáng)能電池板概念太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)由太陽(yáng)能電池組、太陽(yáng)能控制器、蓄電池(組)組成。如輸出電源為交流220V或 110V,還需要配置逆變器。各部分的作用為:
(一)太陽(yáng)能電池板:太陽(yáng)能電池板是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分,也是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中價(jià)值最高的部分。其作用是將太陽(yáng)的輻射能力轉(zhuǎn)換為電能,或送往蓄電池中存儲(chǔ)起來(lái),或推動(dòng)負(fù)載工作。太陽(yáng)能電池板的質(zhì)量和成本將直接決定整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量和成本。
(二)太陽(yáng)能控制器:太陽(yáng)能控制器的作用是控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài),并對(duì)蓄電池起到過(guò)充電保護(hù)、過(guò)放電保護(hù)的作用。在溫差較大的地方,合格的控制器還應(yīng)具備溫度補(bǔ)償?shù)墓δ?。其他附加功能如光控開(kāi)關(guān)、時(shí)控開(kāi)關(guān)都應(yīng)當(dāng)是控制器的可選項(xiàng)。
(三)蓄電池:一般為鉛酸電池,小微型系統(tǒng)中,也可用鎳氫電池、鎳鎘電池或鋰電池。其作用是在有光照時(shí)將太陽(yáng)能電池板所發(fā)出的電能儲(chǔ)存起來(lái),到需要的時(shí)候再釋放出來(lái)。
(四)逆變器:在很多場(chǎng)合,都需要提供220VAC、110VAC的交流電源。由于太陽(yáng)能的直接輸出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。為能向220VAC的電器提供電能,需要將太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能,因此需要使用DC-AC逆變器。在某些場(chǎng)合,需要使用多種電壓的負(fù)載時(shí),也要用到DC-DC逆變器,如將24VDC的電能轉(zhuǎn)換成5VDC的電能(注意,不是簡(jiǎn)單的降壓)。
太陽(yáng)能電池板-設(shè)計(jì)因素太陽(yáng)能電池板
1、太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的使用場(chǎng)所,該地日光輻射情況
2、 系統(tǒng)的負(fù)載功率大小
3、 系統(tǒng)的輸出電壓,直流還是交流
4、 系統(tǒng)每天需要工作的時(shí)間
5、 如遇到?jīng)]有日光照射的陰雨天氣,系統(tǒng)需連續(xù)供電的天數(shù)
6、 負(fù)載的情況,純電阻性、電容性還是電感性,啟動(dòng)電流的大小
7、 系統(tǒng)需求的數(shù)量
太陽(yáng)能電池板-工作原理 太陽(yáng)能電池板太陽(yáng)光照在半導(dǎo)體p-n結(jié)上,形成新的空穴---電子對(duì),在p---n結(jié)電場(chǎng)的作用下,空穴由n區(qū)流向p區(qū),電子由p區(qū)流向n區(qū),接通電路后就形成電流。這就是光電效應(yīng)太陽(yáng)能電池的工作原理。太陽(yáng)能發(fā)電方式太陽(yáng)能發(fā)電有兩種方式,一種是光—熱—電轉(zhuǎn)換方式,另一種是光—電直接轉(zhuǎn)換方式。
(1) 光—熱—電轉(zhuǎn)換方式通過(guò)利用太陽(yáng)輻射產(chǎn)生的熱能發(fā)電,一般是由太陽(yáng)能集熱器將所吸收的熱能轉(zhuǎn)換成工質(zhì)的蒸氣,再驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。前一個(gè)過(guò)程是光—熱轉(zhuǎn)換過(guò)程;后一個(gè)過(guò)程是熱—電轉(zhuǎn)換過(guò)程,與普通的火力發(fā)電一樣.太陽(yáng)能熱發(fā)電的缺點(diǎn)是效率很低而成本很高,估計(jì)它的投資至少要比普通火電站貴5~10倍.一座1000MW的太陽(yáng)能熱電站需要投資20~25億美元,平均1kW的投資為2000~2500美元。因此,目前只能小規(guī)模地應(yīng)用于特殊的場(chǎng)合,而大規(guī)模利用在經(jīng)濟(jì)上很不合算,還不能與普通的火電站或核電站相競(jìng)爭(zhēng)。
(2) 光—電直接轉(zhuǎn)換方式該方式是利用光電效應(yīng),將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能,光—電轉(zhuǎn)換的基本裝置就是太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能電池是一種由于光生伏特效應(yīng)而將太陽(yáng)光能直接轉(zhuǎn)化為電能的器件,是一個(gè)半導(dǎo)體光電二極管,當(dāng)太陽(yáng)光照到光電二極管上時(shí),光電二極管就會(huì)把太陽(yáng)的光能變成電能,產(chǎn)生電流。當(dāng)許多個(gè)電池串聯(lián)或并聯(lián)起來(lái)就可以成為有比較大的輸出功率的太陽(yáng)能電池方陣了。太陽(yáng)能電池是一種大有前途的新型電源,具有永久性、清潔性和靈活性三大優(yōu)點(diǎn).太陽(yáng)能電池壽命長(zhǎng),只要太陽(yáng)存在,太陽(yáng)能電池就可以一次投資而長(zhǎng)期使用;與火力發(fā)電、核能發(fā)電相比,太陽(yáng)能電池不會(huì)引起環(huán)境污染;太陽(yáng)能電池可以大中小并舉,大到百萬(wàn)千瓦的中型電站,小到只供一戶用的太陽(yáng)能電池組,這是其它電源無(wú)法比擬的電池板原料:玻璃,EVA,電池片、鋁合金殼、包錫銅片、不銹鋼制價(jià)、蓄電池等。
太陽(yáng)能電池板-作用
利用光電效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能,將太陽(yáng)的光能轉(zhuǎn)化為電能后,輸出直流電存入蓄電池中(以化學(xué)能儲(chǔ)存),要用時(shí)再釋放出來(lái)!沒(méi)有存儲(chǔ),電的存儲(chǔ)是另外的裝置,和太陽(yáng)能電池板沒(méi)關(guān)系。電池的充電是化學(xué)手段。
太陽(yáng)能電池板-發(fā)展現(xiàn)狀 太陽(yáng)能電池板美國(guó)倫斯勒理工學(xué)院研究人員2008年開(kāi)發(fā)出一種新型涂層,將其覆蓋在太陽(yáng)能電池板上能使后者的陽(yáng)光吸收率提高到96.2%,而普通太陽(yáng)能電池板的陽(yáng)光吸收率僅為70%左右。
新涂層主要解決了兩個(gè)技術(shù)難題,一是幫助太陽(yáng)能電池板吸收幾乎全部的太陽(yáng)光譜,二是使太陽(yáng)能電池板吸收來(lái)自更大角度的太陽(yáng)光,從而提高了太陽(yáng)能電池板吸收太陽(yáng)光的效率。
普通太陽(yáng)能電池板通常只能吸收部分太陽(yáng)光譜,而且通常只在吸收直射的太陽(yáng)光時(shí)工作效率較高,因此很多太陽(yáng)能裝置都配備自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng),以保證太陽(yáng)能電池板始終與太陽(yáng)保持最有利于吸收能量的角度
太陽(yáng)能電池板-制作太陽(yáng)能電池板
第一步:制作二氧化鈦膜 先把二氧化鈦粉末放入研缽中與粘合劑進(jìn)行研磨,接著用玻璃棒緩慢地在導(dǎo)電玻璃上進(jìn)行涂膜。把二氧化鈦膜放入酒精燈下燒結(jié)10~15分鐘,然后冷卻。
第二步:利用天然燃料為二氧化鈦著色 如圖四所示,把新鮮的或冰凍的黑梅、山梅、石榴籽或紅茶,用一大湯匙的稅進(jìn)行擠壓,然后把二氧化鈦膜放進(jìn)去進(jìn)行著色,大約需要5分鐘,知道膜層變成深紫色,如果膜層兩面著色的不均勻,可以在放進(jìn)去浸泡5分鐘,然后用乙醇沖洗,并用柔軟的紙輕輕地擦干。
第三步:制作反電極 電池需要正電極,當(dāng)然也需要反電極。正電極和反電極一樣,是由涂有導(dǎo)電的SnO2膜層構(gòu)成的,利用一個(gè)簡(jiǎn)單的萬(wàn)用表就可以判斷玻璃的那一面是可以導(dǎo)電的,利用手指也可以做出判斷,導(dǎo)電面較為粗糙。如突五所示,把非導(dǎo)電面標(biāo)上‘+’,然后用鉛筆在導(dǎo)電面上均勻地涂上一層石墨。
第四步:加入電解質(zhì) 利用含碘離子的溶液作為太陽(yáng)能電池的電解質(zhì),它主要用于還原和再生燃料。如圖六所示,在二氧化鈦膜表面上滴加一到兩滴電解質(zhì)即可。
第五步:組裝電池把著色后的二氧化鈦膜面朝上放在桌上,在膜上面滴一到兩滴含碘和碘離子的電解質(zhì),然后把反電極的導(dǎo)電面朝下壓在二氧化鈦膜上。把兩片玻璃稍微錯(cuò)開(kāi),以便利用暴露在外面的部分作為電極的測(cè)試用。利用兩個(gè)夾子把電池夾住,這樣,你的太陽(yáng)能電池就做成了。
第六步:電池的測(cè)試 在室外太陽(yáng)光下,可以獲得開(kāi)路電壓0.4V,短路電流1mA/cm2的太陽(yáng)能電池。
太陽(yáng)能電站安裝時(shí)太陽(yáng)能電池板的傾斜角
1. 方位角
太陽(yáng)電池方陣的方位角是方陣的垂直面與正南方向的夾角(向東偏設(shè)定為負(fù)角度,向西偏設(shè)定為正角度)。一般情況下,方陣朝向正南(即方陣垂直面與正南的夾角為0°)時(shí),太陽(yáng)電池發(fā)電量是最大的。在偏離正南(北半球)30°度時(shí),方陣的發(fā)電量將減少約10%~15%;在偏離正南(北半球)60°時(shí),方陣的發(fā)電量將減少約20%~30%。但是,在晴朗的夏天,太陽(yáng)輻射能量的最大時(shí)刻是在中午稍后,因此方陣的方位稍微向西偏一些時(shí),在午后時(shí)刻可獲得最大發(fā)電功率。在不同的季節(jié),太陽(yáng)電池方陣的方位稍微向東或西一些都有獲得發(fā)電量最大的時(shí)候。方陣設(shè)置場(chǎng)所受到許多條件的制約,例如,在地面上設(shè)置時(shí)土地的方位角、在屋頂上設(shè)置時(shí)屋頂?shù)姆轿唤?,或者是為了躲避太?yáng)陰影時(shí)的方位角,以及布置規(guī)劃、發(fā)電效率、設(shè)計(jì)規(guī)劃、建設(shè)目的等許多因素都有關(guān)系。如果要將方位角調(diào)整到在一天中負(fù)荷的峰值時(shí)刻與發(fā)電峰值時(shí)刻一致時(shí),請(qǐng)參考下述的公式。至于并網(wǎng)發(fā)電的場(chǎng)合,希望綜合考慮以上各方面的情況來(lái)選定方位角。 方位角 =(一天中負(fù)荷的峰值時(shí)刻(24小時(shí)制)-12)×15+(經(jīng)度-116) 10月9日北京的太陽(yáng)電池方陣處于不同方位角時(shí),日射量與時(shí)間推移的關(guān)系曲線。在不同的季節(jié),各個(gè)方位的日射量峰值產(chǎn)生時(shí)刻是不一樣的。
2. 傾斜角
傾斜角是太陽(yáng)電池方陣平面與水平地面的夾角,并希望此夾角是方陣一年中發(fā)電量為最大時(shí)的最佳傾斜角度。一年中的最佳傾斜角與當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥扔嘘P(guān),當(dāng)緯度較高時(shí),相應(yīng)的傾斜角也大。但是,和方位角一樣,在設(shè)計(jì)中也要考慮到屋頂?shù)膬A斜角及積雪滑落的傾斜角(斜 率大于50%-60%)等方面的限制條件。對(duì)于積雪滑落的傾斜角,即使在積雪期發(fā)電量少而年總發(fā)電量也存在增加的情況,因此,特別是在并網(wǎng)發(fā)電的系統(tǒng)中,并不一定優(yōu)先考慮積雪的滑落,此外,還要進(jìn)一步考慮其它因素。 對(duì)于正南(方位角為0°度),傾斜角從水平(傾斜角為0°度)開(kāi)始逐漸向最佳的傾斜角過(guò)渡時(shí),其日射量不斷增加直到最大值,然后再增加傾斜角其日射量不斷 減少。特別是在傾斜角大于50°~60°以后,日射量急劇下降,直至到最后的垂直放置時(shí),發(fā)電量下降到最小。方陣從垂直放置到10°~20°的傾斜放置都 有實(shí)際的例子。對(duì)于方位角不為0°度的情況,斜面日射量的值普遍偏低,最大日射量的值是在與水平面接近的傾斜角度附近。 以上所述為方位角、傾斜角與發(fā)電量之間的關(guān)系,對(duì)于具體設(shè)計(jì)某一個(gè)方陣的方位角和傾斜角還應(yīng)綜合地進(jìn)一步同實(shí)際情況結(jié)合起來(lái)考慮。
3. 陰影對(duì)發(fā)電量的影響
一般情況下,我們?cè)谟?jì)算發(fā)電量時(shí),是在方陣面完全沒(méi)有陰影的前提下得到的。因此,如果太陽(yáng)電池不能被日光直接照到時(shí),那么只有散射光用來(lái)發(fā)電,此時(shí)的發(fā)電量比無(wú)陰影的要減少約10%~20%。針對(duì)這種情況,我們要對(duì)理論計(jì)算值進(jìn)行校正。 通常,在方陣周圍有建筑物及山峰等物體時(shí),太陽(yáng)出來(lái)后,建筑物及山的周圍會(huì)存在陰影,因此在選擇敷設(shè)方陣的地方時(shí)應(yīng)盡量避開(kāi)陰影。如果實(shí)在無(wú)法躲開(kāi),也應(yīng)從太陽(yáng)電池的接線方法上進(jìn)行解決,使陰影對(duì)發(fā)電量的影響降低到最低程度。另外,如果方陣是前后放置時(shí),后面的方陣與前面的方陣之間距離接近后,前邊方陣的陰影會(huì)對(duì)后邊方陣的發(fā)電量產(chǎn)生影響。有一個(gè)高為L(zhǎng)1的竹竿,其南北方向的陰影長(zhǎng)度為L(zhǎng)2,太陽(yáng)高度(仰角)為A,在方位角為B時(shí),假設(shè)陰影的倍率為R,則: R = L2/L1 = ctgA×cosB 此式應(yīng)按冬至那一天進(jìn)行計(jì)算,因?yàn)?,那一天的陰影最長(zhǎng)。例如方陣的上邊緣的高度為h1,下邊緣的高度為h2,則:方陣之間的距離a = (h1-h2)×R。當(dāng)緯度較高時(shí),方陣之間的距離加大,相應(yīng)地設(shè)置場(chǎng)所的面積也會(huì)增加。對(duì)于有防積雪措施的方陣來(lái)說(shuō),其傾斜角度大,因此使方陣的高度增大,為避免陰影的影響,相應(yīng)地也會(huì)使方陣之間的距離加大。通常在排布方陣陣列時(shí),應(yīng)分別選取每一個(gè)方陣的構(gòu)造尺寸,將其高度調(diào)整到合適值,從而利用其高度差使方陣之間的距離調(diào)整到最小。 具體的太陽(yáng)電池方陣設(shè)計(jì),在合理確定方位角與傾斜角的同時(shí),還應(yīng)進(jìn)行全面的考慮,才能使方陣達(dá)到最佳狀態(tài)
簡(jiǎn)易調(diào)試方法:系統(tǒng)安裝一般超向正南(太陽(yáng)能方陣垂直面與正南的夾角為0)時(shí),發(fā)電量最多。傾角是方陣平面與水平地面的夾角,一般是取當(dāng)?shù)鼐暥?10度。
太陽(yáng)能電池板種類
1.太陽(yáng)能電池板的作用
太陽(yáng)能電池板的作用是將太陽(yáng)的光能轉(zhuǎn)化為電能后,輸出直流電存入蓄電池中。太陽(yáng)能電池板是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中最重要的部件之一,其轉(zhuǎn)換率和使用壽命是決定太陽(yáng)電池是否具有使用價(jià)值的重要因素。
太陽(yáng)電池組件可組成各種大小不同的太陽(yáng)電池方陣,亦稱太陽(yáng)電池陣列。太陽(yáng)能電池板的功率輸出能力與其面積大小密切相關(guān),面積越大,在相同光照條件下的輸出功率也越大。太陽(yáng)能電池板的優(yōu)劣主要由開(kāi)路電壓和短路電流這兩項(xiàng)指標(biāo)來(lái)衡量?!?br />
2.太陽(yáng)能電池板的種類
(1)單晶硅太陽(yáng)能電池
目前單晶硅太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率為15%左右,最高的達(dá)到24%,這是目前所有種類的太陽(yáng)能電池中光電轉(zhuǎn)換效率最高的,但制作成本很大,以致于它還不能被大量廣泛和普遍地使用。由于單晶硅一般采用鋼化玻璃以及防水樹(shù)脂進(jìn)行封裝,因此其堅(jiān)固耐用,使用壽命一般可達(dá)15年,最高可達(dá)25年。
(2)多晶硅太陽(yáng)能電池
多晶硅太陽(yáng)電池的制作工藝與單晶硅太陽(yáng)電池差不多,但是多晶硅太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率則要降低不少,其光電轉(zhuǎn)換效率約12%左右 (2004年7月1日日本夏普上市效率為14.8%的世界最高效率多晶硅太陽(yáng)能電池)。 從制作成本上來(lái)講,比單晶硅太陽(yáng)能電池要便宜一些,材料制造簡(jiǎn)便,節(jié)約電耗,總的生產(chǎn)成本較低,因此得到大量發(fā)展。此外,多晶硅太陽(yáng)能電池的使用壽命也要比單晶硅太陽(yáng)能電池短。從性能價(jià)格比來(lái)講,單晶硅太陽(yáng)能電池還略好?!?
(3)非晶硅太陽(yáng)能電池
非晶硅太陽(yáng)電池是1976年出現(xiàn)的新型薄膜式太陽(yáng)電池,它與單晶硅和多晶硅太陽(yáng)電池的制作方法完全不同,工藝過(guò)程大大簡(jiǎn)化,硅材料消耗很少,電耗更低,它的主要優(yōu)點(diǎn)是在弱光條件也能發(fā)電。但非晶硅太陽(yáng)電池存在的主要問(wèn)題是光電轉(zhuǎn)換效率偏低,目前國(guó)際先進(jìn)水平為10%左右,且不夠穩(wěn)定,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),其轉(zhuǎn)換效率衰減。
(4)多元化合物太陽(yáng)電池
多元化合物太陽(yáng)電池指不是用單一元素半導(dǎo)體材料制成的太陽(yáng)電池?,F(xiàn)在各國(guó)研究的品種繁多,大多數(shù)尚未工業(yè)化生產(chǎn),主要有以下幾種:
a) 硫化鎘太陽(yáng)能電池
b) 砷化鎵太陽(yáng)能電池
c) 銅銦硒太陽(yáng)能電池(新型多元帶隙梯度Cu(In, Ga)Se2薄膜太陽(yáng)能電池)
Cu(In, Ga)Se2是一種性能優(yōu)良太陽(yáng)光吸收材料,具有梯度能帶間隙(導(dǎo)帶與價(jià)帶之間的能級(jí)差)多元的半導(dǎo)體材料,可以擴(kuò)大太陽(yáng)能吸收光譜范圍,進(jìn)而提高光電轉(zhuǎn)化效率。以它為基礎(chǔ)可以設(shè)計(jì)出光電轉(zhuǎn)換效率比硅薄膜太陽(yáng)能電池明顯提高的薄膜太陽(yáng)能電池??梢赃_(dá)到的光電轉(zhuǎn)化率為18%,而且,此類薄膜太陽(yáng)能電池到目前為止,未發(fā)現(xiàn)有光輻射引致性能衰退效應(yīng)(SWE),其光電轉(zhuǎn)化效率比目前商用的薄膜太陽(yáng)能電池板提高約50~75%,在薄膜太陽(yáng)能電池中屬于世界的最高水平的光電轉(zhuǎn)化效率。
3.太陽(yáng)能電池板的使用
(1)太陽(yáng)能電池板采用高晶硅材料制成,并用高強(qiáng)度、透光性能強(qiáng)的太陽(yáng)能專用鋼化玻璃以及高性能、耐紫外線輻射的專用密封材料層壓而成的太陽(yáng)能電池板,能抗冰雪地帶。在溫度劇變的惡劣環(huán)境下能正常使用,在使用過(guò)程中,把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能;所以,只要有陽(yáng)光就可以發(fā)電,是一種先進(jìn)、無(wú)污染的環(huán)保的高科技產(chǎn)品。
(2)太陽(yáng)能電池板應(yīng)用于任何太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)設(shè)備,如照明燈具及日用電器,或各種小型、中大型太陽(yáng)能電站。根據(jù)用戶應(yīng)用要求來(lái)設(shè)計(jì)所需的形狀和功率,太陽(yáng)能電池板可采用串聯(lián)或并聯(lián)使用,安裝于太陽(yáng)直接、無(wú)任何遮擋位置,用支架固定。安裝方向稍傾斜,傾角度按所在地理位置而確定,將太陽(yáng)能電池板正面正對(duì)太陽(yáng),安裝角度(指太陽(yáng)電池板正面與地面夾角)與當(dāng)?shù)鼐暥纫恢录瓤?。如條件允許,太陽(yáng)能電池板的傾角可隨季節(jié)變化做出相應(yīng)調(diào)整。使用太陽(yáng)能電池板好處之一是使蓄電池不斷地處于浮充狀態(tài),能較有利地抑制極化發(fā)生程度,從而使蓄電池的使用壽命獲得大幅度延長(zhǎng),這種效果是1+1>2的關(guān)系。
4.太陽(yáng)能電池板的組成
太陽(yáng)能電池板由電池片、組件邊框、鋼化玻璃、封裝材料以及接線盒