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單晶硅太陽能電池
閱讀�4603�(shí)間:2017-11-01 09:29:04

  單晶硅太陽能電池,是以高純的單晶硅棒為原料的太陽能電池,是當(dāng)前開�(fā)得最快的一種太陽能電池。它的構(gòu)造和生產(chǎn)工藝已定�,產(chǎn)品已廣泛用于空間和地��
  太陽能電池主要包括晶體硅電池和薄膜電池兩種,它們各自的特點(diǎn)決定了它們在不同�(yīng)用中擁有不可替代的地��

詳細(xì)介紹

  為了降低生產(chǎn)成本,地面應(yīng)用的太陽能電池等采用太陽能級(jí)的單晶硅�,材料性能指標(biāo)有所放寬。有的也可使用半�(dǎo)體器件加工的頭尾料和廢次單晶硅材料,�(jīng)過復(fù)拉制成太陽能電池專用的單晶硅��
  單晶硅太陽能電池
  將單晶硅棒切成片,一般片厚約0.3毫米。硅片經(jīng)過拋磨、清洗等工序,制成待加工的原料硅��
  加工太陽能電池片,首先要在硅片上摻雜和擴(kuò)�,一般摻雜物為微量的硼、磷、銻�。擴(kuò)散是在石英管制成的高�?cái)U(kuò)散爐中�(jìn)�。這樣就硅片上形成P>N�(jié)。然后采用絲�(wǎng)印刷�,精配好的銀漿印在硅片上做成柵線,經(jīng)過燒�(jié),同�(shí)制成背電�,并在有柵線的面涂覆減反射源,以防大量的光子被光滑的硅片表面反射��
  因此,單晶硅太陽能電池的單體片就制成�。單體片�(jīng)過抽查檢�(yàn),即可按所需要的�(guī)格組裝成太陽能電池組件(太陽能電池板�,用串聯(lián)和并�(lián)的方法構(gòu)成一定的輸出電壓和電流。用框架和材料�(jìn)行封�。用戶根�(jù)系統(tǒng)�(shè)�(jì),可將太陽能電池組件組成各種大小不同的太陽能電池方陣,亦稱太陽能電池陣列。單晶硅太陽能電池的光電�(zhuǎn)換效率為15%左右,實(shí)�(yàn)室成果也�20%以上的�
  �(gòu)成作�
  1.鋼化玻璃其作用為保護(hù)�(fā)電主體(如電池片�,透光其選用是有要求的,,透光率必須高(一�91%以單晶硅太陽能電池上�;第�,超白鋼化處��
  2.EVA用來粘結(jié)固定鋼化玻璃和發(fā)電主體(如電池片�,透明EVA材質(zhì)的優(yōu)劣直接影響到組件的壽�,暴露在空氣中的EVA易老化�(fā)�,從而影響組件的透光率,從而影響組件的�(fā)電質(zhì)量除了EVA本身的質(zhì)量外,組件廠家的層壓工藝影響也是非常大的,如EVA膠連度不達(dá)�(biāo),EVA與鋼化玻璃、背板粘接強(qiáng)度不�,都�(huì)引起EVA提早老化,影響組件壽��
  3.電池片主要作用就是發(fā)�,發(fā)電主體市場上主流的是晶體硅太陽電池片、薄膜太陽能電池�,兩者各有優(yōu)�。晶體硅太陽能電池片,設(shè)備成本相對較�,消耗及電池片成本很�,光電轉(zhuǎn)換效率也�;在室外陽光下發(fā)電薄膜太陽能電池比較適宜,設(shè)備成本相對較�,消耗和電池成本很低,光電轉(zhuǎn)化效率為晶體硅電池片一半多�(diǎn),但弱光效應(yīng)非常�,在普通燈光下也能�(fā)�,如�(jì)算器上的太陽能電池�
  4.EVA作用如上,主要粘�(jié)封裝�(fā)電主體和背板�
  5.背板作用是密�、絕�、防水(一般都用TPT、TPE等材�(zhì)必須耐老化,組件廠家都�(zhì)�25�,鋼化玻璃,鋁合金一般都沒問�,關(guān)鍵就在與背板和硅膠是否能�(dá)到要求�
  附:�(fā)電主體(晶體硅電池片�
  我們知�,單片電池片的發(fā)電效率是非常低的,如一�156電池片的功率只有3W�,遠(yuǎn)�(yuǎn)不能滿足我們的需�,所以我們就多多片電池片串聯(lián)起來,已�(dá)到我們所要求的功�,電流、電�,而被串聯(lián)起來的電池片我們稱之為電池��
  6.鋁合金保�(hù)層壓�,起一定的密封、支撐作��
  7.接線盒保�(hù)整�(gè)�(fā)電系�(tǒng),起到電流中�(zhuǎn)站的作用,如果組件短路接線盒自動(dòng)斷開短路電池�,防止燒壞整�(gè)系統(tǒng)接線盒中最�(guān)鍵的是二極管的選�,根�(jù)組件�(nèi)電池片的類型不同,對�(yīng)的二極管也不相同�
  8.硅膠密封作用,用來密封組件與鋁合金邊�、組件與接線盒交界處有些公司使用雙面膠條、泡棉來替代硅膠,國�(nèi)普遍使用硅膠,工藝簡�,方�,易操作,而且成本很低�
  �(chǎn)�(yè)�(fā)�
  中國光伏電池�(chǎn)量年增長速度�1-3倍,光伏電池�(chǎn)量占全球�(chǎn)量的比例也由2002�1.07%增長�2008年的�15%。商�(yè)化晶體硅太陽能電池的效率13%-14%提高�16%-17%??傮w來看,中國太陽能電池的國際市場份額和技�(shù)競爭力大幅提�。在�(chǎn)�(yè)布局�,中國太陽能電也由池�(chǎn)�(yè)已經(jīng)形成了一定的集聚�(tài)勀在長三�、環(huán)渤海、珠三角、中西部地區(qū),已�(jīng)形成了各具特色的太陽能產(chǎn)�(yè)集群�
  太陽能光伏發(fā)電在不遠(yuǎn)的將來會(huì)占據(jù)世界能源消費(fèi)的重要席�,不但要替代部分常規(guī)能源,而且將成為世界能源供�(yīng)的主�。預(yù)�(jì)�2030年,可再生能源在總能源結(jié)�(gòu)中將占到30%以上,而太陽能光伏�(fā)電在世界總電力供�(yīng)中的占比也將�(dá)�10%以上;到2040�,可再生能源將占總能耗的50%以上,太陽能光伏�(fā)電將占總電力�20%以上;到21世紀(jì)末,可再生能源在能源�(jié)�(gòu)中將占到80%以上,太陽能�(fā)電將占到60%以上。這些�(shù)字足以顯示出太陽能光伏產(chǎn)�(yè)的發(fā)展前景及其在能源�(lǐng)域重要的�(zhàn)略地�。由此可以看出,太陽能電池市場前景廣��
  太陽能電池主要包括晶體硅電池和薄膜電池兩種,它們各自的特點(diǎn)決定了它們在不同�(yīng)用中擁有不可替代的地�。但是,未來10年晶體硅太陽能電池所占份額盡管會(huì)因薄膜太陽能電池的發(fā)展等原因而下�,但其主�(dǎo)地位仍不�(huì)根本改變;而薄膜電池如果能夠解決轉(zhuǎn)換效率不�、制備薄膜電池所用設(shè)備價(jià)格昂貴等問題,會(huì)有巨大的�(fā)展空間�
  �(yīng)用領(lǐng)�
  1.用戶太陽能電源:
 ?�?)小型電�10-100W不等,用于邊�(yuǎn)無電地區(qū)如高�、海�、牧區(qū)、邊防哨所等軍民生活用電,如照�、電視、收錄機(jī)��
  �2�3-5KW家庭屋頂并網(wǎng)�(fā)電系�(tǒng)�
 ?�?)光伏水泵:解決無電地區(qū)的深水井飲用、灌��
  2.交通領(lǐng)域:如航�(biāo)�、交�/鐵路信號(hào)燈、交通警�/�(biāo)志燈、宇翔路燈、高空障礙燈、高速公�/鐵路無線電話亭、無人值守道班供電��
  3.通訊/通信�(lǐng)域:太陽能無人值守微波中繼�、光纜維�(hù)�、廣�/通訊/尋呼電源系統(tǒng);農(nóng)村載波電話光伏系�(tǒng)、小型通信�(jī)、士兵GPS供電��
  4.石油、海�、氣象領(lǐng)域:石油管道和水庫閘門陰極保護(hù)太陽能電源系�(tǒng)、石油鉆井平�(tái)生活及應(yīng)急電�、海洋檢測設(shè)備、氣�/水文觀測設(shè)備等�
  5.家庭燈具電源:如庭院�、路�、手提燈、野營燈、登山燈、垂釣燈、黑光燈、割膠燈、節(jié)能燈等�
  6.光伏電站�10KW-50MW�(dú)立光伏電�、風(fēng)光(柴)互補(bǔ)電站、各種大型停車廠充電站等�
  7.太陽能建筑:將太陽能�(fā)電與建筑材料相結(jié)�,使得未來的大型建筑�(shí)�(xiàn)電力自給,是未來一大發(fā)展方��
  8.其他�(lǐng)域包括:
 ?�?)與汽車配套:太陽能汽車/電動(dòng)�、電池充電設(shè)�、汽車空�(diào)、換氣扇、冷飲箱��
 ?�?)太陽能制氫加燃料電池的再生�(fā)電系�(tǒng)�
 ?�?)海水淡化設(shè)備供��
 ?�?)衛(wèi)�、航天器、空間太陽能電站��

功率�(jì)�

  太陽能交流發(fā)電系�(tǒng)是由太陽電池板、充電控制器、逆變器和蓄電池共同組成;太陽能直流發(fā)電系�(tǒng)則不包括逆變�。為了使太陽能發(fā)電系�(tǒng)能為�(fù)載提供足夠的電源,就要根�(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�6�(gè)小時(shí)為例,介紹一下計(jì)算方法:
  1.首先�(yīng)�(jì)算出每天消耗的瓦時(shí)�(shù)(包括逆變器的損耗):若逆變器的�(zhuǎn)換效率為90%,則�(dāng)輸出功率�100W�(shí),則�(shí)際需要輸出功率應(yīng)�100W/90%=111W;若按每天使�5小時(shí),則耗電量為111W*5小時(shí)=555Wh�
  2.�(jì)算太陽能電池板:按每日有效日照時(shí)間為6小時(shí)�(jì)算,再考慮到充電效率和充電過程中的損�,太陽能電池板的輸出功率�(yīng)�555Wh/6h/70%=130W。其�70%是充電過程中,太陽能電池板的�(shí)際使用功��

測試條件

 ?�?)由于太陽能組件的輸出功率取決于太陽輻照度和太陽能電池溫度等因素,因此太陽能電池組件的測量在�(biāo)�(zhǔn)條件下(STC)�(jìn)�,標(biāo)�(zhǔn)條件定義為: 大氣�(zhì)量AM1.5� 光照�(qiáng)�1000W/m2,溫�25��
  �2)在該條件下,太陽能電池組件所輸出的功率稱為峰值功率,在很多情況下,組件的峰值功率通常用太陽能模擬儀測定。影響太陽能電池組件輸出性能的主要因素有�(fù)載阻�、日照強(qiáng)度、溫�、陰影等幾點(diǎn)�

中國研發(fā)

  由中科院半導(dǎo)體所韓培德研究員�(lǐng)�(dǎo)的光伏能源組,在國家縱向和自籌經(jīng)�(fèi)的支持下,瞄�(zhǔn)光伏企業(yè)需�,經(jīng)過多年苦�(zhàn),綜合了入射光減反技�(shù)、鈍化技�(shù)、選擇性發(fā)射極技�(shù)、背面局部重?fù)郊夹g(shù)等優(yōu)�(diǎn),在單晶硅襯底上研發(fā)出效率高�(dá)20.0%的太陽電池(短路電流密度JSC=43.9mA/cm,開路電壓VOC=602mV,填充因子FF=0.758�,并�(jīng)中國�(jì)量科�(xué)研究院認(rèn)證�
  在中國特色的光伏�(yùn)�(dòng)推動(dòng)�,單晶硅/多晶硅太陽電池將以代電池身份跨入Martin A.Green說描述的第三代電池范疇(即光電轉(zhuǎn)換效�³20%,電力成�£$0.5/W,制造成�£$100/m),單晶�/多晶硅太陽電池在光伏能源中的主導(dǎo)地位將長期不�。正因如�,提高單晶硅電池效率、形成自主知�(shí)�(chǎn)�(quán)、引�(lǐng)光伏企業(yè)向前�(fā)展具有重要的�(zhàn)略意��
  針對�(dāng)前光伏低谷的�(chǎn)�(yè)形勢,課題組提出了“提效率、重檢測、降成本、促�(yīng)用� 十二字方�,以此作為本組日常工作指�,努力走一條與企業(yè)需要相�(jié)合的研發(fā)道路。下一步將繼續(xù)提高電池效率,同�(shí)對現(xiàn)有技�(shù)�(jìn)行中�,并在產(chǎn)線上加以推廣和應(yīng)��

維庫電子�,電子知�(shí),一查百��

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