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多晶硅太阳能电池结构_多晶硅太阳能电池原理

本站为您提供的多晶硅太阳能电池结构_多晶硅太阳能电池原理,本文开始介绍了太阳能电池的分类详情与多晶硅太阳能电池优点,其次介绍了多晶硅太阳能电池组件与多晶硅太阳能电池板组成,最后介绍了多晶硅太阳能电池板发电原理以及它的应用领域。

太阳能电池分类

1.硅太阳能电池

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。

(1)单晶硅太阳能电池

现在单晶硅太阳能电池的光电转化功率为15%左右,最高的到达24%,这是现在一切品种的太阳能电池中光电转化功率最高的,,技能也最为老练但制造本钱很大,以致于它还不能被许多广泛和遍及地运用。因为单晶硅一般选用钢化玻璃以及防水树脂进行封装,因而其坚固耐用,运用寿数一般可达15年,最高可达25年。

单晶硅太阳能电池是当时开发得最快的一种太阳能电池,它的结构和出产工艺已定型,产品已广泛用于空间和地上。这种太阳能电池以高纯的单晶硅棒为质料。为了下降出产本钱,现在地上运用的太阳能电池等选用太阳能级的单晶硅棒,资料功能指标有所放宽。

(2)多晶硅太阳能电池

多晶硅太阳电池的制造工艺与单晶硅太阳电池差不多,可是多晶硅太阳能电池的光电转化功率则要下降不少,其光电转化功率约12%左右(2004年7月1日日本夏普上市功率为14.8%的国际最高功率多晶硅太阳能电池)。从制造本钱上来讲,比单晶硅太阳能电池要廉价一些,资料制造简洁,节约电耗,总的出产本钱较低,因而得到许多开展。此外,多晶硅太阳能电池的运用寿数也要比单晶硅太阳能电池短。

多晶硅太阳能电池的出产需求耗费许多的高纯硅资料,而制造这些资料工艺杂乱,电耗很大,在太阳能电池出产总本钱中己超二分之一。加之拉制的单晶硅棒呈圆柱状,切片制造太阳能电池也是圆片,组成太阳能组件平面运用率低。因而,80年代以来,欧美一些国家投入了多晶硅太阳能电池的研发。

(3)非晶体薄膜太阳能电池

非晶硅薄膜太阳能电池与单晶硅和多晶硅太阳电池的制造方法彻底不同,工艺进程大大简化,硅资料耗费很少,电耗更低,本钱低重量轻,转化功率较高,便于大规模出产,它的首要长处是在弱光条件也能发电,有极大的潜力。但非晶硅太阳电池存在的首要问题是光电转化功率偏低,现在国际先进水平为10%左右,且不行安稳,跟着时刻的延伸,其转化功率衰减,直接影响了它的实践运用。假如能进一步处理安稳性问题及进步转化率问题,那么,非晶硅大阳能电池无疑是太阳能电池的首要开展产品之一。

多晶硅太阳能电池结构_多晶硅太阳能电池原理

2.多元化合物薄膜太阳能电池

多元化合物薄膜太阳能电池资料为无机盐,其首要包含砷化镓III-V族化合物、硫化镉、硫化镉及铜锢硒薄膜电池等。

硫化镉、碲化镉多晶薄膜电池的功率较非晶硅薄膜太阳能电池功率高,本钱较单晶硅电池低,并且也易于大规模出产,但因为镉有剧毒,会对环境构成严峻的污染,因而,并不是晶体硅太阳能电池最抱负的代替产品。

砷化镓(GaAs)III-V化合物电池的转化功率可达28%,GaAs化合物资料具有十分抱负的光学带隙以及较高的吸收功率,抗辐照才能强,对热不灵敏,合适于制造高效单结电池。可是GaAs资料的价格不菲,因而在很大程度上约束了用GaAs电池的遍及。

铜铟硒薄膜电池(简称CIS)合适光电转化,不存在光致阑珊问题,转化功率和多晶硅相同。具有价格低廉、功能杰出和工艺简略等长处,将成为往后开展太阳能电池的一个重要方向。仅有的问题是资料的来历,因为铟和硒都是比较稀有的元素,因而,这类电池的开展又必定遭到约束。

3.聚合物多层润饰电极型太阳能电池

在太阳能电池中以聚合物代替无机资料是刚刚开始的一个太阳能电池制爸的研讨方向。其原理是运用不同氧化复原型聚合物的不同氧化复原电势,在导电资料(电极)外表进行多层复合,制成相似无机P-N结的单向导电设备。其间一个电极的内层由复原电位较低的聚合物润饰,外层聚合物的复原电位较高,电子搬运方向只能由内层向外层搬运;另一个电极的润饰正好相反,并且第一个电极上两种聚合物的复原电位均高于后者的两种聚合物的复原电位。当两个润饰电极放入含有光敏化剂的电解波中时.光敏化剂吸光后发生的电子搬运到复原电位较低的电极上,复原电位较低电极上堆集的电子不能向外层聚合物搬运,只能经过外电路经过复原电位较高的电极回到电解液,因而外电路中有光电流发生。

因为有机资料柔性好,制造简略,资料来历广泛,本钱底等优势,然后对大规模运用太阳能,供给廉价电能具有重要含义。但以有机资料制备太阳能电池的研讨只是刚开始,不论是运用寿数,仍是电池功率都不能和无机资料特别是硅电池比较。能否开展成为具有有用含义的产品,还有待于进一步研讨探究。

4.纳米晶化学太阳能电池

在太阳能电池中硅系太阳能电池无疑是开展最老练的,但因为本钱居高不下,远不能满意大规模推广运用的要求。为此,人们一向不断在工艺、新资料、电池薄膜化等方面进行探究,而这傍边新近开展的纳米TIO2晶体化学能太阳能电池遭到国内外科学家的注重。 自瑞士Gratzel教授研发成功纳米TIO2化学大阳能电池以来,国内一些单位也正在进行这方面的研讨。纳米晶化学太阳能电池(简称NPC电池)是由一种在禁带半导体资料润饰、组装到另一种大能隙半导体资料上构成的,窄禁带半导体资料选用过渡金属Ru以及Os等的有机化合物敏化染料,大能隙半导体资料为纳米多晶TIO2并制成电极,此外NPC电池还选用恰当的氧化一复原电解质。纳米晶TIO2作业原理:染料分子吸收太阳光能跃迁到激发态,激发态不安稳,电子快速注入到紧邻的TiO2导带,染猜中失掉的电子则很快从电解质中得到补偿,进入TiO2导带中的电于终究进入导电膜,然后经过外回路发生光电流。

多晶硅太阳能电池结构_多晶硅太阳能电池原理

  多晶硅太阳能电池长处

  1.透光性好,本钱低:多晶硅太阳能电池的主体是选用钢化玻璃制造而成,透光率是十分好的,能够到达91%以上,假如遇到强光的话,透光率乃至能够到达100%,是现在市面上发电池板透光率最好的一种资料。其次,这种多晶硅太阳能发电设备收购的整个费用比较低,后期运转起来也是十分节约费用的。仅有缺乏的便是在弱光的环境傍边,光电转化率就会比较差一点,会许多的耗费电池片。

  2.密封性好:多晶硅太阳能电池与其他的薄膜太阳能发电池最大的不同,便是选用了硅胶作为密封组件和铝合金的边框,代替了双面胶条或者是泡棉的位置,成为了最新的密封资料。硅胶的密封功能好,工艺简略便利,本钱十分低,绿色环保,很合适太阳能发电池。

  3.运用广泛:这种多晶硅太阳能电池装置起来十分便利,吸收强光的才能也是十分强的。因而,就算是在高原或者是海岛等偏远地区,都是能够装置这种发电池板来满意居民的日子用电问题。别的,现在许多新动力轿车的电池也开始运用多晶硅太阳能发电池,续航才能能够到达20公里,能够说十分不错的动力代替品。

多晶硅太阳能电池结构_多晶硅太阳能电池原理

多晶硅太阳能电池组件

1)钢化玻璃其效果为维护发电主体(电池片),透光其选用是有要求的,1.透光率有必要高(一般91%以上);2.超白钢化处理

2)EVA用来粘结固定钢化玻璃和发电主体(电池片),通明EVA原料的好坏直接影响到组件的寿数,暴露在空气中的EVA易老化发黄,然后影响组件的透光率,然后影响组件的发电质量除了EVA自身的质量外,组件厂家的层压工艺影响也是十分大的,如EVA胶连度不合格,EVA与钢化玻璃、背板粘接强度不行,都会引起EVA提前老化,影响组件寿数。

3)电池片首要效果便是发电,发电主体市场上干流的是晶体硅太阳电池片、薄膜太阳能电池片,两者各有好坏晶体硅太阳能电池片,设备本钱相对较低,但耗费及电池片本钱很高,但光电转化功率也高,在室外阳光下发电比较适合薄膜太阳能电池,相对设备本钱较高,但耗费和电池本钱很低,但光电转化功率相对晶体硅电池片一半多点,但弱光效应十分好,在一般灯光下也能发电,如计算器上的太阳能电池。

4)EVA效果如上,首要粘结封装发电主体和背板。

5)背板效果,密封、绝缘、防水(一般都用TPT、TPE等原料有必要耐老化,组件厂家都质保25年,钢化玻璃,铝合金一般都没问题,要害就在与背板和硅胶是否能到达要求)。

6)铝合金维护层压件,起必定的密封、支撑效果。

7)接线盒维护整个发电体系,起到电流中转站的效果,假如组件短路接线盒主动断开短路电池串,避免烧坏整个体系接线盒中最要害的是二极管的选用,依据组件内电池片的类型不同,对应的二极管也不相同。

8)硅胶密封效果,用来密封组件与铝合金边框、组件与接线盒交界处有些公司运用双面胶条、泡棉来代替硅胶,国内遍及运用硅胶,工艺简略,便利,易操作,并且本钱很低。

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