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      太陽能光伏知識

      日期:2021-11-19 來源:原創 瀏覽次數:1226
      1、 太陽能電池發電原理: 太陽電池是一種對光有響應并能將光能轉換成電力的器件。 能產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。它們的發電原理基本相同,現已晶體硅為 例描述光發電過程。 P型晶體硅經過摻雜磷可得N型硅,形成P-N結。如圖1所示。
      用文字圖描述如下:
      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,使電子發生了越遷,成為自由電子在P-N結兩側集聚形成了電位差,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生一定的輸出功率。這個過程的的實質是:光子能量轉換成電能的過程。
      2、 晶體硅太陽電池的制作過程:
          "硅"是我們這個星球上儲藏最豐富的材料之一。自從上個世紀科學家們發 現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年來形成產業化最快的。生產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. 如下圖所示:
      3、 太陽電池的應用:
      上世紀60年代,科學家們就已經將太陽電池應用于空間技術-----通信衛星供電,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,在眾多領域中也大顯身手。如:太陽能庭院燈,太陽能發電戶用系統,村寨供電的獨立系統,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,城鎮中路標、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電并入城市用電系統及邊遠地區自然村落供電系統納入發展方向。太陽電池與建筑系統的結合已經形成產業化趨勢。 光伏電源系統的組成:
      a) 直流負載系統

      b) 交流負載系統



      4、 太陽電池基本性質:
          a) 光電轉換效率η%:評估太陽電池好壞的重要因素。 目前:實驗室η≈24%,產業化:η≈15%。
          b)單體電池電壓V:0.4V---0.6V 由材料物理特性決定。
          c)填充因子FF%:評估太陽電池負載能力的重要因素。
       幾何意義用I-V曲線圖來表示:
      陰影部分為負載面積,填充因子的數學表達形式:
      F
      F=(Im*Vm)/(Isc*Voc)
      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;
      d)標準光強與環境溫度地面:AM1.5光譜,1000W/m2, t=25℃;
      e)溫度對電池性質的影響 。 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.




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