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太阳能路灯光伏板太阳能板的发电原理

发布时间:2018-11-16

一、太阳能电池发电原理:   
  太阳能电池是一对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种,如:单晶硅,多晶硅,非晶硅,砷化镓,硒铟铜等。它们的发电原理基本相同,现以晶体为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅,形成P-N结。  当光线照射太阳能电池表面时,一部分光子被硅材料吸收;光子的能量传递给了硅原子,使电子发生了越迁,成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差,当外部接通电路时,在该电压的作用下,将会有电流流过外部电路产生的输出功率。这个过程的实质是:光子能量转换成电能的过程。 

二、多晶硅太阳能电池和单晶硅太阳能电池是没有区别的
  多晶硅太阳能电池和单晶硅太阳能电池的寿命和稳定性都很好。虽然单晶硅太阳能电池的平均转换效率比多晶硅太阳能电池的平均转换效率高1%左右,但是由于单晶硅太阳能电池只能做成准正方形(4个上端是圆弧),当组成太阳能电池组件时就有一部分面积填不满,而多晶硅太阳能电池是正方形,不存在这个问题,因此对于太阳能电池组件的效率是一样的。

  另外,由于两种太阳能电池材料的制造工艺不一样,多晶硅太阳能电池制造过程中消耗的能量要比单晶硅太阳能电池少30%左右单晶硅电池具有电池转换效率高,稳定性好,但是成本较高。单晶硅电池早在20多年前就已突破光电转换效率20%以上的技术关口。  
  多晶硅电池成本低,转换效率略低于直拉单晶硅太阳能电池,材料中的各种缺陷,如晶界、位错、微缺陷,和材料中的杂质碳和氧,以及工艺过程中玷污的过渡族金属被认为是造成多晶硅电池光电转换率一直无法突破20%的关口。德国弗劳恩霍夫协会科研人员采用新技术,在世界上先使多晶硅太阳能电池的光电转换率达到20.3%.从固体物理学上讲,硅材料并不是理想的光伏材料,这主要是因为硅是间接能带半导体材料,其光吸收系数较低,所以研究其他光伏材料成为一种趋势。其中,碲化镉(CdTe)和铜铟硒(CuInSe2)被认识是两种非常有前途的光伏材料,而且目前已经取得的进展,但是距离大规模生产,并与晶体硅太阳电池抗衡需要大量的工作去做。

单晶硅太阳能电池的特点:

1.光电转换效率高,可靠性高;

2.先进的扩散技术,保证片内各处转换效率的均匀性;

3.运用先进的PECVD成膜技术,在电池表面镀上深蓝色的氮化硅减反射膜,颜色均匀美观;

4.应用高品质的金属浆料制作背场和电极,确保良好的导电性。

  多晶硅可作拉制单晶硅的原料,多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面。例如,在力学性质、光学性质和热学性质的各向异性方面,远不如单晶硅明显;在电学性质方面,多晶硅晶体的导电性也远不如单晶硅显著,甚至于几乎没有导电性。在化学活性方面,两者的差异极小。多晶硅和单晶硅可从外观上加以区别,但真正的鉴别须通过分析测定晶体的晶面方向、导电类型和电阻率等。,供不应求,发展前景十分广阔。正因为如此,很多人都说,谁掌握了多晶硅及微电子技术,谁就掌握了世界。 
 在太阳能利用上,单晶硅和多晶硅也发挥着巨大的作用。虽然从目前来讲,要使太阳能发电具有较大的市场,被广大的消费者接受,就须提高太阳电池的光电转换效率,降低生产成本。

  从目前太阳电池的发展过程可以看出其发展趋势为单晶硅、多晶硅、带状硅、薄膜材料(包括微晶硅基薄膜、化合物基薄膜及染料薄膜)。 从工业化发展来看,重心由单晶向多晶硅和薄膜方向发展,主要原因为:

A.可供应太阳电池的头尾料愈来愈少;

B.对太阳电池来讲,方形基片更合算,通过浇铸法和直接凝固法所获得的多晶硅可直接获得方形材料;

C.多晶硅的生产工艺不断取得进展,全自动浇铸炉每生产周期(50小时)可生产200公斤以上的硅锭,晶粒的尺寸达到厘米级;

D.由于近十年单晶硅工艺的研究与发展很快,其中工艺也被应用于多晶硅电池的生产,例如选择腐蚀发射结、背表面场、腐蚀绒面、表面和体钝化、细金属栅电极,采用丝网印刷技术可使栅电极的宽度降低到50微米,高度达到15微米以上,快速热退火技术用于多晶硅的生产可大大缩短工艺时间,单片热工序时间可在一分钟之内完成,采用该工艺在100平方厘米的多晶硅片上作出的电池转换效率超过14%。据报道,目前在50~60微米多晶硅衬底上制作的电池效率超过16%。利用机械刻槽、丝网印刷技术在100平方厘米多晶上效率超过17%,无机械刻槽在同样面积上效率达到16%,采用埋栅结构,机械刻槽在130平方厘米的多晶上电池效率达到15.8%。 (1)单晶硅太阳能电池目前单晶硅太阳能电池的光电转换效率为17%左右,高的达到24%,这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率算好的,但制作成本很大,以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装,因此其坚固耐用,使用寿命可达25年。 (2)多晶硅太阳能电池多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多,但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少,其光电转换效率约15%左右。 从制作成本上来讲,比单晶硅太阳能电池要便宜一些,材料制造简便,节约电耗,总的生产成本较低,因此得到大量发展。此外,多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。从性能价格比来讲,单晶硅太阳能电池还略好。 (3)非晶硅太阳能电池(薄膜式太阳电池)非晶硅太阳电池是1976年出现的新型薄膜式太阳电池,它与单晶硅和多晶硅太阳电池的制作方法不同,工艺过程大大简化,硅材料消耗很少,电耗更低,它的主要优点是在弱光条件也能发电。但非晶硅太阳电池存在的主要问题是光电转换效率偏低,目前先进水平为10%左右,且不够稳定,随着时间的延长,其转换效率衰减。  

三、串联可以提高输出电压,并联可以提供输出电流。采用串联并联方法实现,

例如:需要220伏10安培。使用880个0.5伏5安培输出的电池板,串联440个作为一组,再弄一个二组,然后两组再并联,可以得到220伏10安培输出。

四、太阳能板标准检测

  太阳能电池板标准测试方法 2009-08-03 09:57 太阳能电池板标准测试方法太阳能电池板标准测试方法太阳能电池板标准测试方法太阳能电池板标准测试方法 (模拟太阳能光) 一、开路电压:用500W的卤钨灯,0~250V的交流变压器,光强设定为3.8~4.0万LUX,灯与测试平台的距离大约为15-20CM,直接测试值为开路电压; 二、短路电流:用500W的卤钨灯,0~250V的交流变压器,光强设定为3.8~4.0万LUX,灯与测试平台的距离大约为15-20CM,直接测试值为短路电流; 三、工作电压:用500W的卤钨灯,0~250V的交流变压器,光强设定为3.8~4.0万LUX,灯与测试平台的距离大约为15-20CM,正负极并联一个相对应的电阻,(电阻值的计算:R=U/I),测试值为工作电压; 四、工作电流:用500W的卤钨灯,0~250V的交流变压器,光强设定为3.8~4.0万LUX,灯与测试平台的距离大约为15-20CM,串联一个相对应的电阻,(电阻值的计算:R=U/I),测试值为工作电流。 

太阳能参数及指标知识太阳能参数及指标知识太阳能参数及指标知识太阳能参数及指标知识 

问:太阳能电池板在阴天或日光灯下能产生电吗? 

答:准确的说法是产生很小的电流.基本上可以说是忽略不计.  问:在白炽灯下或阳光下能产生多大电流? 

答:在白炽灯下距离远近都是有差别的.同样阳光下上午,中午,下午,产生的电流也是不同的. 

问:太阳能测试标准是什么?在白炽灯下多大灯泡多远距离测试算标准呢?  答:太阳能测试标准光照强度为:40000LUX,温度:25度.我们做过测试一般白炽灯100W, 距离0.5-1CM,这样测试和标准测试相差不大. 
 问:太阳能电池板寿命是多长时间? 
 答:一般封装方式不同使用寿命会不同,一般钢化玻璃/铝合金外框封装寿命20年以上.环氧树脂封装15年以上.

问:为什么太阳能电池在太阳底下和出厂测试参数不同? 

答: 99%工厂用流明计测出的是光通量的数值.但是实际上太阳能电池板是根据照度来转换电能的,照度越强功率值越大。

 

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