1.太陽能電池發(fā)電原理 ^8)&~q*
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太陽電池是一對光有響應并能將光能轉(zhuǎn)換成電力的器件。能產(chǎn)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(jīng)過摻雜磷可得N型硅,形成P-N結(jié)。 ~bT0gIc
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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(jié)兩側(cè)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(chǎn)生一定的輸出功率。這個過程的的實質(zhì)是:光子能量轉(zhuǎn)換成電能的過程。 P&| =
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2.晶體硅太陽電池的制作過程 )?'sw5C
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“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(chǎn)業(yè)化最快。生產(chǎn)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。 7=om /
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3.太陽電池的應用 .&7=ZY>E
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上世紀60年代,科學家們就己經(jīng)將太陽電池應用于空間技術(shù)——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(lǐng)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(jié)合已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)化趨勢。 4q@o4C<0
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4.太陽電池基本性質(zhì) `(;d+fof
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a .光電轉(zhuǎn)換效率 η% 評估太陽電池好壞的重要因素。 2bX!-h
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目前:實驗室 η ≈ 24%,產(chǎn)業(yè)化:η ≈ 15%。 D]y6*Ha
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b.單體電池電壓 V:0.4V——0.6V由材料物理特性決定。 ml=1R>#'
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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) l@1f L%f
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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; nIph[Vs-Z
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d.標準光強與環(huán)境溫度 地面:AM1.5光強,1000W/m2 ,t = 25℃; c}Z,xop<P{
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e.溫度對電池性質(zhì)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