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光伏电池的工作原理_光伏电池类型
发布时间:2020-07-16 22:11    文章作者:凯发旗舰厅

  太阳能光伏电池(简称光伏电池)用于把太阳的光能直接转化为电能。目前地面光伏系统大量使用的是以硅为基底的硅太阳能电池,可分为单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池。在能量转换效率和使用寿命等综合性能方面,单晶硅和多晶硅电池优于非晶硅电池。多晶硅比单晶硅转换效率低,但价格更便宜。

  按照应用需求,太阳能电池经过一定的组合,达到一定的额定输出功率和输出的电压的一组光伏电池,叫光伏组件。根据光伏电站大小和规模,由光伏组件可组成各种大小不同的阵列。

  太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。以光电效应工作的薄膜式太阳能电池为主流,而以光化学效应原理工作的太阳能电池则还处于萌芽阶段。太阳光照在半导体p-n结上,形成新的空穴--电子对。在p-n结电场的作用下,空穴由n区流向p区,电子由p区流向n区,接通电路后就形成电流。

  房顶的太阳能板将阳光转换为DC电流。不间断电源(UPS)将该DC能源转换为AC 220V/50Hz。

  这个电能可以完全用于当地的设备,也可以部分使用,剩余的电能卖给公用事业机构,或全部卖出。强烈建议应防止这一昂贵的设施遭受雷击。

  硅太阳电池,敏化纳米晶太阳电池,有机化合物太阳电池,塑料太阳电池,无机化合物半导体太阳电池

  单晶硅光伏电池是开发较早、转换率最高和产量较大的一种光伏电池。单晶硅光伏电池转换效率在我国已经平均达到16.5%,而实验室记录的最高转换效率超过了24.7%。这种光伏电池一般以高纯的单晶硅硅棒为原料,纯度要求99.9999%。

  多晶硅光伏电池是以多晶硅材料为基体的光伏电池。由于多晶硅材料多以浇铸代替了单晶硅的拉制过程,因而生产时间缩短,制造成本大幅度降低。再加之单晶硅硅棒呈圆柱状,用此制作的光伏电池也是圆片,因而组成光伏组件后平面利用率较低。与单晶硅光伏电池相比,多晶硅光伏电池就显得具有一定竞争优势。

  非晶硅光伏电池是用非晶态硅为原料制成的一种新型薄膜电池。非晶态硅是一种不定形晶体结构的半导体。用它制作的光伏电池只有1微米厚度,相当于单晶硅光伏电池的1/300。它的工艺制造过程与单晶硅和多晶硅相比大大简化, 硅材料消耗少, 单位电耗也降低了很多。

  铜铟硒光伏电池是以铜、铟、硒三元化合物半导体为基本材料,在玻璃或其它廉价衬底上沉积制成的半导体薄膜。由于铜铟硒电池光吸收性能好,所以膜厚只有单晶硅光伏电池的大约l/100。

  砷化镓光伏电池是一种Ⅲ-V族化合物半导体光伏电池。与硅光伏电池相比,砷化镓光伏电池光电转换效率高,硅光伏电池理论效率为23% ,而单结砷化镓光伏电池的转换效率已经达到27%;可制成薄膜和超薄型太阳电池,同样吸收95%的太阳光, 砷化镓光伏电池只需5-10m的厚度,而硅光伏电池则需大于150m。碲化镉光伏电池碲化镉是一种化合物半导体,其带隙最适合于光电能量转换。用这种半导体做成的光伏电池有很高的理论转换效率, 已实际获得的最高转换效率达到16.5%。碲化镉光伏电池通常在玻璃衬底上制造,玻璃上第一层为透明电极,其后的薄层分别为硫化镉、碲化镉和背电极,其背电极可以是碳桨料,也可以是金属薄层。碲化镉的沉积技术方法很多,如电化学沉积法、近空间升华法、近距离蒸气转运法、物理气相沉积法、丝网印刷法和喷涂法等。碲化镉层的厚度通常为1.5-3um,而碲化镉对于光的吸收有1.5um的厚度也就足够了。

  聚合物光伏电池是利用不同氧化还原型聚合物的不同氧化还原电势, 在导电材料表面进行多层复合, 制成类似无机P-N结的单向导电装置。


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