《我在美漫世界有一个商店》 第244章 太阳能电池

    
        

    太阳能电池组件构成及各部分功能:


    1，钢化玻璃其作用为保护发电主体（如电池片），透光其选用是有要求的：透光率必须高（一般91%以上），超白钢化处理。


    2，eva用来粘结固定钢化玻璃和发电主体（如电池片），透明eva材质的优劣直接影响到组件的寿命，暴露在空气中的eva易老化发黄，从而影响组件的透光率，从而影响组件的发电质量除了eva本身的质量外。


    而组件厂家的层压工艺影响也是非常大的，如eva胶连度不达标，eva与钢化玻璃、背板粘接强度不够，都会引起eva提早老化，影响组件寿命。主要粘结封装发电主体和背板。


    3，电池片主要作用就是发电，发电主体市场上主流的是晶体硅太阳电池片、薄膜太阳能电池片，两者各有优劣。


    晶体硅太阳能电池片，设备成本相对较低，光电转换效率也高，在室外阳光下发电比较适宜，但消耗及电池片成本很高。


    薄膜太阳能电池，消耗和电池成本很低，弱光效应非常好，在普通灯光下也能发电，但相对设备成本较高，光电转化效率相对晶体硅电池片一半多点，如计算器上的太阳能电池。


    4，背板作用，密封、绝缘、防水（一般都用tpt、tpe等材质必须耐老化，大部分组件厂家都是质保25年，钢化玻璃，铝合金一般都没问题，关键就在与背板和硅胶是否能达到要求。


    5，铝合金保护层压件，起一定的密封、支撑作用。


    6，接线盒保护整个发电系统，起到电流中转站的作用，如果组件短路接线盒自动断开短路电池串，防止烧坏整个系统接，线盒中最关键的是二极管的选用，根据组件内电池片的类型不同，对应的二极管也不相同。


    7，硅胶密封作用，用来密封组件与铝合金边框、组件与接线盒交界处。


    有些会使用双面胶条、泡棉来替代硅胶，但大部分普遍使用硅胶，工艺简单，方便，易操作，而且成本很低。


    太阳能电池的基本特性有太阳能电池的极性、太阳电池的性能参数、太阳能电环保电池的伏安特性三个基本特性。


    太阳能电池的极性是硅太阳能电池一般制成p+n型结构或n+p型结构，p+和n+，表示太阳能电池正面光照层半导体材料的导电类型;n和p，表示太阳能电池背面衬底半导体材料的导电类型。


    而太阳能电池的电性能与制造电池所用半导体材料的特性有关。


    太阳电池的性能参数由开路电压、短路电流、最大输出功率、填充因子、转换效率等组成。


    这些参数是衡量太阳能电池性能好坏的标志。


    太阳能电池的伏安特性是p-n结太阳能电池，包含一个形成于表面的浅p-n结、一个条状及指状的正面欧姆接触、一个涵盖整个背部表面的背面欧姆接触以及一层在正面的抗反射层。


    当电池暴露于太阳光谱时，能量小于禁带宽度eg的光子对电池输出并无贡献。


    能量大于禁带宽度eg的光子才会对电池输出贡献能量eg，小于eg的能量则会以热的形式消耗掉。


    因此，在太阳能电池的设计和制造过程中，必须考虑这部分热量对电池稳定性、寿命等的影响。


    太阳能交流发电系统是由太阳电池板、充电控制器、逆变器和蓄电池共同组成；太阳能直流发电系统则不包括逆变器。


    太阳能电池按结晶状态可分为结晶系薄膜式和非结晶系薄膜式（以下表示为a-）两大类，而前者又分为单结晶形和多结晶形。


    按材料可分为硅薄膜形、化合物半导体薄膜形和有机膜形，而化合物半导体薄膜形又分为非结晶形（a-si:h，a-si:h:f，a-sixgel-x:h等）、ⅲv族（gaas，inp等）、ⅱⅵ族（cds系）和磷化锌(zn3p2）等。


    太阳能电池根据所用材料的不同，太阳能电池还可分为：硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池、有机太阳能电池、塑料太阳能电池，其中硅太阳能电池是发展最成熟的，在应用中居主导地位。


    硅太阳能电池分为单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池三种。


    单晶硅太阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟。在实验室里最高的转换效率为24.7%，规模生产时的效率为15%。


    在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位，但由于单晶硅成本价格高，大幅度降低其成本很困难，为了节省硅材料，发展了多晶硅薄膜和非晶硅薄膜作为单晶硅太阳能电池的替代产品。


    多晶硅薄膜太阳能电池与单晶硅比较，成本低廉，而效率高于非晶硅薄膜电池，其实验室最高转换效率为18%，工业规模生产的转换效率为10%。


    非晶硅薄膜太阳能电池成本低重量轻，转换效率较高，便于大规模生产，有极大的潜力。但受制于其材料引发的光电效率衰退效应，稳定性不高，直接影响了它的实际应用。


    如果能进一步解决稳定性问题及提高转换率问题，那么，非晶硅太阳能电池无疑是太阳能电池的主要发展产品之一。


    多晶体薄膜电池硫化镉、碲化镉多晶薄膜电池的效率较非晶硅薄膜太阳能电池效率高，成本较单晶硅电池低，并且也易于大规模生产，但由于镉有剧毒，会对环境造成严重的污染，因此，并不是晶体硅太阳能电池最理想的替代产品。


    砷化镓（gaas）iii-v化合物电池的转换效率可达28%，gaas化合物材料具有十分理想的光学带隙以及较高的吸收效率，抗辐照能力强，对热不敏感，适合于制造高效单结电池。


    但是gaas材料的价格不菲，因而在很大程度上限制了用gaas电池的普及。


    铜铟硒薄膜电池（简称cis）适合光电转换，不存在光致衰退问题，转换效率和多晶硅一样。


    第0237章预告能量转化装置