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太阳能电池简介

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太阳能电池简介

  • 分类:节能技术
  • 作者:
  • 来源:
  • 发布时间:2013-10-28 10:19

太阳能电池简介

 

  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。目前世界各国正在研究的太阳电池主要有单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳电池。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略低,但价格更便宜。另外,还有其他类型的太阳电池。

  一、单晶硅太阳电池

  单晶硅太阳电池是当前开发最快的一种太阳电池,它的结构和生产工艺已定型,产品已广泛用于空间和地面。这种太阳电池以高纯的单晶硅棒为原料,纯度要求 99.999%以上。为了降低生产成本,现在地面应用的太阳电池等采用太阳能级的单晶硅棒,材料性能指标有所放宽。有的也可使用半导体器件加工的头尾料和废次单晶硅材料,经过复拉制成太阳电池专用的单晶硅棒。

  单晶硅太阳电池的单体片制成后,经过抽查检验,即可按需要的规格组装成太阳电池组件,用串联和并联的方法构成一定的输出电压和电流。

  二、多晶硅太阳电池

  多晶硅太阳电池使用的材料,多半是含有大量单晶颗粒的集合体,或用废次单晶硅材料和冶金级硅材料熔化浇铸而成,然后注入石墨铸模中,待慢慢凝固冷却后,即得多晶硅锭。这种硅锭可铸成立方体,以便切片加工成方形太阳电池片,可提高材料利用率和方便组装。多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多,其光电转换效率在12%左右,稍低于单晶硅太阳电池,但其材料制造简便,电耗低,总的生产成本较低,因此得到广泛应用。

  三、非晶硅太阳电池

  非晶硅太阳电池是新型薄膜式太阳电池,它与单晶硅和多晶硅太阳电池的制作方法完全不同,硅材料消耗很少,电耗更低,非常吸引人。

  非晶硅太阳电池的结构各有不同,但可以通过连续生产方式实现大批量生产。同时,非晶硅太阳电池很薄,可以制成叠层式,或采用集成电路的方法制造,一次制作多个串联电池,以获得较高的电压。现在日本生产的非晶硅串联太阳电池可达2.4伏。非晶硅太阳电池存在的问题是光电转换率偏低,且不够稳定,所以尚未大量用作大型太阳能电源,多半用于如袖珍式电子计算器,电子钟表及复印机等产品。

  四、多元化合物太阳电池

  多元化合物太阳电池是指用非单一元素半导体材料制成的太阳电池。现在各国研究的品种繁多,主要有硫化镉太阳电池、砷化镓太阳电池、铜引铟硒太阳电池几种,虽然大多数尚未工业化生产,但预示着光电转换的满园春色。

  五、聚光太阳电池

  聚光是降低太阳电池利用总成本的一种措施。通过积光器使较大面积的阳光聚在一个较小的范围内,以增加光强,获得更多的电能输出。通常聚光器的倍率大于几十,其结构可采用反射式或透镜式。聚光器的跟踪一般用光电自动跟踪。散热方式可以是气冷或水冷,有的与热水器结合,既获得电能,又得到热水。

  用于聚光太阳电池的单体,与普通太阳电池略有不同,因需耐高倍率的太阳辐射,特别是在较高温度下的光电转换性能要得到保证,故在半导体材料选择、电池结构和栅线设计等方面都要进行一些特殊考虑。最理想的材料是砷化镓,其次是单晶硅材料。

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