太阳能光伏基本知识.docVIP

本文由zhss1314贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 一,基础知识 (1)太阳能电池的发电原理 太阳能电池是利用半导体材料的光电效应,将太阳能转换成电能的装置. ●半导体的光电效应 所有的物质均有原子组成,原子由原子核和围绕原子核旋转的电子组成.半导体材料 在正常状态下,原子核和电子紧密结合(处于非导体状态),但在某种外界因素的刺激 下,原子核和电子的结合力降低,电子摆脱原子核的束搏,成为自由电子. 光激励 核 核 电子 空穴 电子 电子对 ●PN 结合型太阳能电池 太阳能电池是由 P 型半导体和 N 型半导体结合而成,N 型半导体中含有较多的空穴,而 P 型半导体中含有较多的电子,当 P 型和 N 型半导体结合时在结合处会形成电势当芯 片在受光过程中,带正电的空穴往 P 型区移动,带负电子的电子往 N 型区移动,在接上 连线和负载后,就形成电流.. － ＋ － ＋ － ＋ N型 ＋ － － ＋ ＋ － PN 结 N区 PN 结合 ＋ － ＋ P型 － ＋ － ＋ － ＋ － ＋ － 电势 －－－－－－ ＋ ＋＋ ＋＋ ＋ P区 (2)太阳能电池种类 单晶硅电池 结晶类 多晶硅电池 硅半导体 非晶类 非晶硅电池 转换效率:17% 空间用 民用 转换效率:14% 民用 转换效率:6-7% 民用 太阳能电池 3-5 族化合物 电池 转换效率:24% 空间用 化合物半 导体 2-6 族化合物 电池 1-3-6 族化合 物电池 转换效率:10% 民用 转换效率:8% ※在现在的太阳能电池产品中,以硅半导体材料为主,其中又以单晶硅和多晶硅为代表.由于 其原材料的广泛性,较高的转换效率和可靠性,被市场广泛接受.非晶硅在民用产品上也有 广泛的应用(如电子手表,计算器等),但是它的稳定性和转换效率劣于结晶类半导体材料. 化合物太阳能电池由于其材料的稀有性和部分材料具有公害,现阶段未被市场广泛采用. ※现在太阳能电池的主流产品的材料是半导体硅,是现代电子工业的必不可少的材料,同时 以氧化状态的硅原料是世界上第二大的储藏物质. ※京瓷公司早在上世纪的八十年代就认识到多晶硅太阳能电池的光阔前景和美好未来,率先 开启多晶硅太阳能电池的工业化生产大门.现在已经是行业的龙头,同时多晶硅太阳能电 池也结晶类太阳能电池的主流产品(太阳能电池的 70%以上). (3)多晶硅太阳能电池的制造方法 将经过还原后的金属硅 原料注入铸造炉内,同 时注入硅烷气体在高温 熔化的同时进行化学反 基片厚度(220 微米) 铸 造 2 工 艺 高温冶炼 (1400 度以上) 冷却成锭 破锭(150mm*155mm) 切片(线切割) 芯 片 工 艺 PN 结合(正面 N 极,反 面 P 极)减反膜形成 通过电极,汇集电 N 极烧结 电极印刷(正反 封 装 工 艺 组配 芯片串,并联,形成设计需要 的电流(一片芯片的电 压 0 5V) 玻璃(防冲 EVA(缓冲) 芯片(发电) EVA(缓冲) 背垫(防湿) 叠片层压 模拟光源,输出测试 边框安装 (4)太阳能电池关连的名称和含义 ●转换效率 太阳能电池的转换效率是指电池将接收到的光能转换成电能的比率 输出功率 转换效率 = 太阳能电池板被照射的太阳能 100% ※标准测试状态 由于太阳能电池的输出受太阳能的辐射强度,温度等自然条件的影响,为了表述太 阳能电池的输出和评价其性能,设定在太阳能电池板的表面温度为 25 度,太阳能辐 射强度为 1000 ｗ/㎡、分光分布 AM1.5 的模拟光源条件下的测试为标准测试状态. 大气层 AM1 θ=90 度 AM1.5(标准测定状态) θ＝41.8 度 地面 分光分布 小知识 晶硅类理论转换效率极限为 29%,而现在的太阳能电池的转换效率为 17%～19%,因此,太 阳能电池的技术上还有很大的发展空间. ●太阳能电池输出特性 【太阳能电池电流电压特性(I-V 曲线)】 短路电流 Iｓｃ 最大输出(PM):最大输出电压(Vpm) 最大输出电流( Ipm )