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作者:管理员    发布于:2023-10-30 22:19   文字:【】【】【

  星海娱乐-官网注册光伏电池片,又称为“太阳能电池板”,是通过吸收太阳光,将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能的装置。

  太阳电池是一种可以将能量转换的光电元件,其基本构造是运用P型与N型半导体接合而成的。半导体最基本的材料是“硅”,它是不导电的,但如果在半导体中掺入不同的杂质,就可以做成P型与N型半导体,再利用P型半导体有个空穴(P型半导体少了一个带负电荷的电子,可视为多了一个正电荷),与N型半导体多了一个自由电子的电位差来产生电流,所以当太阳光照射时,光能将硅原子中的电子激发出来,而产生电子和空穴的对流,这些电子和空穴均会受到内建电位的影响,分别被N型及P型半导体吸引,而聚集在两端。此时外部如果用电极连接起来,形成一个回路,这就是太阳电池发电的原理。

  太阳能发电有两种方式,一种是光—热—电转换方式,另一种是光—电直接转换方式。

  光—热—电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电,一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气,再驱动汽轮机发电。前一个过程是光—热转换过程;后一个过程是热—电转换过程,与普通的火力发电一样。太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高,估计它的投资至少要比普通火电站贵5~10倍。一座1000MW的太阳能热电站需要投资20~25亿美元,平均1kW的投资为2000~2500美元。因此,只能小规模地应用于特殊的场合,而大规模利用在经济上很不合算,还不能与普通的火电站或核电站相竞争。

  太阳能电池发电是根据特定材料的光电性质制成的。黑体(如太阳)辐射出不同波长(对应于不同频率)的电磁波, 如红外线、紫外线、可见光等等。当这些射线照射在不同导体或半导体上,光子与导体或半导体中的自由电子作用产生电流。射线的波长越短,频率越高,所具有的能量就越高,例如紫外线所具有的能量要远远高于红外线。但是并非所有波长的射线的能量都能转化为电能,值得注意的是光电效应于射线的强度大小无关,只有频率达到或超越可产生光电效应的阈值时,电流才能产生。能够使半导体产生光电效应的光的最大波长同该半导体的禁带宽度相关,譬如晶体硅的禁带宽度在室温下约为1.155eV,因此必须波长小于1100nm的光线才可以使晶体硅产生光电效应。 太阳电池发电是一种可再生的环保发电方式,发电过程中不会产生二氧化碳等温室气体,不会对环境造成污染。按照制作材料分为硅基半导体电池、CdTe薄膜电池、CIGS薄膜电池、染料敏化薄膜电池、有机材料电池等。其中硅电池又分为单晶电池、多晶电池和无定形硅薄膜电池等。对于太阳电池来说最重要的参数是转换效率,在实验室所研发的硅基太阳能电池中,单晶硅电池效率为25.0%,多晶硅电池效率为20.4%,CIGS薄膜电池效率达19.6%,CdTe薄膜电池效率达16.7%,非晶硅(无定形硅)薄膜电池的效率为10.1%

  简单的说,太阳光电的发电原理,是利用太阳电池吸收0.4μm~1.1μm波长(针对硅晶)的太阳光,将光能直接转变成电能输出的一种发电方式。

  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 (Zn 3 p 2 )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。

  (1)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%(截止2011,为18%)。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。

  (2)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%(截止2011,为17%)。因此,多晶硅薄膜电池不久将会在太阳能电池市场上占据主导地位。

  (3)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。具有价格低廉、性能良好和工艺简单等优点,将成为今后发展太阳能电池的一个重要方向。唯一的问题是材料的来源,由于铟和硒都是比较稀有的元素,因此,这类电池的发展又必然受到限制。

  以有机聚合物代替无机材料是刚刚开始的一个太阳能电池制造的研究方向。由于有机材料柔性好,制作容易,材料来源广泛,成本低等优势,从而对大规模利用太阳能,提供廉价电能具有重要意义。但以有机材料制备太阳能电池的研究仅仅刚开始,不论是使用寿命,还是电池效率都不能和无机材料特别是硅电池相比。能否发展成为具有实用意义的产品,还有待于进一步研究探索。

  纳米晶体太阳能电池是新近发展的,优点在于它廉价的成本和简单的工艺及稳定的性能。其光电效率稳定在10%以上,制作成本仅为硅太阳电池的1/5~1/10.寿命能达到20年以上。此类电池的研究和开发刚刚起步,不久的将来会逐步走上市场。

  由于太阳能光伏发电系统的输入能量极不稳定,所以一般需要配置蓄电池系统才能工作,太阳能灯具也不例外,必须配置蓄电池才能工作。一般有铅酸蓄电池、Ni-Cd蓄电池、Ni-H蓄电池,它们的容量选择直接影响系统的可靠性以及系统价格。蓄电池容量的选择一般要遵循以下原则:首先在能够满足夜晚照明的前提下,把白天太阳能电池组件的能量尽量存储下来,同时还要能够存储满足连续阴雨天夜晚照明需要的电能。蓄电池容量过小不能够满足夜晚照明的需要,蓄电池容量过大,一方面蓄电池始终处在亏电状态,影响蓄电池寿命,同时造成浪费。

  目前太阳能电池的封装形式主要有2种,层压和滴胶,层压工艺可以保证太阳能电池工作寿命25年以上,滴胶虽然当时美观,但是太阳能电池工作寿命仅仅1~2年。因此,1W以下的小功率太阳能草坪灯,在没有过高寿命要求的情况下,可以使用滴胶封装形式,对于使用年限有规定的太阳能灯,建议使用层压的封装形式。另外,有一种硅凝胶用于滴胶封装太阳能电池,据说工作寿命可以达到10年。

  我们所说的太阳能电池输出功率Wp是标准太阳光照条件下,即:欧洲委员会定义的101标准,辐射强度1000W/m2,大气质量AM1.5,电池温度25℃条件下,太阳能电池的输出功率。这个条件大约和平时晴天中午前后的太阳光照条件差不多,(在长江下游地区只能接近这个数值)这并不象有些人想象的那样,只要有阳光就会有额定输出功率,甚至认为太阳能电池在夜晚日光灯下也可以正常使用。这就是说,太阳能电池的输出功率是随机的,在不同的时间,不同的地点,同样一块太阳能电池的输出功率是不同的。 太阳能灯资料,在美观和节能两者之间,大多数都选择节能。在长江下游太阳能电池的最理想倾斜角度是40度左右,方向为正南方。

  1、不要把太阳能电池组件安装在树木、建筑物等遮光的地方,不要靠近明火或者易燃物旁边。装配结构应能适应环境要求,请选择合适的材料和防腐蚀处理,要用牢固可靠的方法来安装组件,组件或从高空落下,会导致财务损毁。组件不可拆解,弯曲或者用硬物撞击组件,避免对组件进行踩踏等危险动作。

  2、要用弹簧垫片和平垫垫片降电池板组件固定锁定在支架上,太阳能发电板的安装最好向阳30度角左右,根据现场环境和装配支架结构的状态以适当的方式将电池板组件接线、电池板组件应正确的链接接线盒中的正负极,输出电路要正确链接到设备上,不可以短接正负极,确保接头与绝缘接头之间没有缝隙,若有缝隙会产生火花或电冲击。

  4、经常检查吊装结构是否脱落,若有必要拧紧各部件,检查各个部件,各个线材,底线及插头的链接状况。

  5、在维修组件时请用不透明的物体或材料遮盖住组件的表面,因为组件在强光照射下会产生高压,很危险。

  蜗牛纹是指,太阳能电池单元(发电元件)表面上出现黑色或者白色线状图案的现象。因为看起来像是蜗牛爬过之后留下的痕迹,所以俗称蜗牛纹。

  ①避免结晶硅系电池单元(发电元件)产生裂纹。这点在现实中很难实现。因为太阳能电池板在制造和运转的所有阶段,如制造工序、向客户运输时、在发电站和住宅中设置时、设置后运转时等都有可能产生裂纹。

  ②避免水分透过背板。该对策目前也不现实。众所周知,有背面也用玻璃封装来取代背板,或者采用追加了防止水分透过的阻挡层的树脂背板的方法。但目前来说会这造成成本增加。另外,万一仍然有水分渗透进去,玻璃和背板会将水分封闭在电池板内,可能会促进蜗牛纹的生成。

  ③抑制封装材料内的化学反应。现在是主流对策。即使电池单元内产生裂纹,水分经由树脂背板和封装材料渗入裂纹,只要能不让水分与形成电池单元指状电极(细电极)的银发生反应生成的银离子在封装材料内扩散,或者避免银离子与封装材料所含的添加物发生化学反应,就不会生成氧化银和硫化银,因而能够抑制蜗牛纹的形成。

  背板劣化外观上主要有两种表现:一种是树脂背板部分鼓包;另一种是电池单元(发电元件)外周附近从保护玻璃上剥落的“脱层”现象。

  这两种现象都是树脂部材在高温高湿环境下发生劣化导致的。“背板鼓包”是背板的树脂封装材料产生气体,像气球一样鼓起来的现象。“脱层”是因为背板和树脂封装材料劣化,电池单元以外周附近为起点剥落,导致保护玻璃与封装材料或者封装材料与电池单元之间发生剥离的现象。剥离会造成光透射率降低,从而导致电池单元输出功率降低。

  当判明发生了这类故障,造成太阳能电池板输出功率降低时,要使发电量的减少最小化,就要迅速更换电池板。

  另外,为了防止今后同样的现象再发生,先查明原因可以说非常重要。因此认为,用化学方法分析高温高湿环境下的劣化机制是较为有效的做法。

  关于背板的劣化,背板上附着的醋酸气体(CH3COOH)残量认为可能与输出功率的降低率有关联。醋酸气体是保护玻璃与背板之间填充的封装材料EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)产生的。

  1.用户太阳能电源:(1)小型电源10-100W不等,用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电,如照明、电视、收录机等;(2)3-5KW家庭屋顶并网发电系统;(3)光伏水泵:解决无电地区的深水井饮用、灌溉。

  2. 交通领域:如航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、宇翔路灯、高空障碍灯、高速公路/铁路无线电话亭、无人值守道班供电等。

  3. 通讯/通信领域:太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统;农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵GPS供电等。

  4. 石油、海洋、气象领域:石油管道和水库闸门阴极保护太阳能电源系统、石油钻井平台生活及应急电源、海洋检测设备、气象/水文观测设备等。

  5.灯具电源:如庭院灯、路灯、手提灯、野营灯、登山灯、垂钓灯、黑光灯、割胶灯、节能灯等。

  6.光伏电站:10KW-50MW独立光伏电站、风光(柴)互补电站、各种大型停车厂充电站等。

  7.太阳能建筑:将太阳能发电与建筑材料相结合,使得未来的大型建筑实现电力自给,是未来一大发展方向。

  8.其他领域包括:(1)与汽车配套:太阳能汽车/电动车、电池充电设备、汽车空调、换气扇、冷饮箱等;(2)太阳能制氢加燃料电池的再生发电系统;(3)海水淡化设备供电;(4)卫星、航天器、空间太阳能电站等。

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