太阳能板简介
太阳能板简介
太阳能电池又称为“太阳能芯片”或“光电池”,是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片。单体太阳能电池不能直接做电源使用。作电源必须将若干单体太阳能电池串、并联连接和严密封装成组件,是太阳能发电系统中的核心部分,也是太阳能发电系统中最重要的部分。
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p区流向n区,电子由n区流向p区,接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。
太阳能发电方式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。
(1) 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。
(2) 光—电直接转换方式是利用光电效应,将太阳辐射能直接转换成电能,光—电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件,是一个半导体光电二极管,当太阳光照到光电二极管上时,光电二极管就会把太阳的光能变成电能,产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。
当前,晶体硅材料(包括多晶硅和单晶硅)是最主要的光伏材料,其市场占有率在90%以上,而且在今后相当长的一段时期也依然是太阳能电池的主流材料。
单晶硅太阳能板的光电转换效率为15%左右,最高的达到24%,这是所有种类的太阳能板中光电转换效率最高的,由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装,因此其坚固耐用,使用寿命一般可达15年,最高可达25年。多晶硅太阳能板的制作工艺与单晶硅太阳能板差不多,但是多晶硅太阳能板的光电转换效率则要降低一些。从制作成本上来讲,比单晶硅太阳能板要便宜一些,材料制造简便,节约电耗,总的生产成本较低,因此得到大量发展。此外,多晶硅太阳能板的使用寿命也要比单晶硅太阳能板短。从性能价格比来讲,单晶硅太阳能板还略好。
非晶硅太阳电板是1976年出现的新型薄膜式太阳能板,它与单晶硅和多晶硅太阳能板的制作方法完全不同,工艺过程大大简化,硅材料消耗很少,电耗更低,它的主要优点是在弱光条件也能发电。但非晶硅太阳能板存在的主要问题是光电转换效率偏低且不够稳定,随着时间的延长,其转换效率衰减。
多元化合物太阳能板指的是非单一元素半导体材料制成的太阳能板。各国研究的品种繁多,大多数尚未工业化生产,主要有以下几种:硫化镉太阳能板,砷化镓太阳能板,铜铟硒太阳能板。