太阳能电池的的性能主要取决于它的光电转换效率和输出功率-solarbe文库

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太阳能电池板太阳能电池的的性能主要取决于它的光电转换效率和输出功率 . 1. 效率越大 , 相同面积的太阳能电池板输出功率也就越大 , 用高效率的太阳能电池板可以节省安装面积 , 但是价格更贵 . 2. 太阳能电池的功率 , 在太阳能电池板的背面标牌中 , 有关于太阳能电池板的输出参数 , 如 VOC开路电压 ,ISC 短路电流 ,VMP工作电压 ,IMP 工作电流 , 等 . 但我们只需要用工作电压和工作电流就可以了 , 这两个相乘就可以得这块太阳能电池板的输出功率 . 太阳能电池板介绍采用高质量单晶 / 多晶硅材料 , 经精密设备树脂封装生产出来的太阳能板 , 有良好的光电转换效果 , 外形美观 , 使用寿命长。太阳能电池板的作用是将太阳的光能转化为电能后，输出直流电存入蓄电池中。太阳能电池板是太阳能发电系统中最重要的部件之一。太阳能电池组件可组成各种大小不同的太阳能电池方阵，亦称太阳能电池阵列。太阳能电池板的功率输出能力与其面积大小密切相关，面积越大，在相同光照条件下的输出功率也越大。2. 太阳能电池板的种类1 单晶硅太阳能电池目前单晶硅太阳能电池的光电转换效率为 15左右，最高的达到 24，这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的，但制作成本很大，以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。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。2 多晶硅太阳能电池多晶硅太阳能电池的制作工艺与单晶硅太阳能电池差不多，但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少，其光电转换效率约 12左右 2004 年 7月 1 日日本夏普上市效率为 14.8的世界最高效率多晶硅太阳能电池。从制作成本上来讲，比单晶硅太阳能电池要便宜一些，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，多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。从性能价格比来讲，单晶硅太阳能电池还略好。太阳能电池板 solar cell panel由若干个太阳能电池组件按一定方式组装在一块板上的组装件。所属学科电力（一级学科）；可再生能源（二级学科）晶体硅电池板多晶硅太阳能电池、单晶硅太阳能电池。非晶硅电池板薄膜太阳能电池、有机太阳能电池。化学染料电池板染料敏化太阳能电池。发电系统太阳能电池板太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）组成。如输出电源为交流 220V 或 110V ，还需要配置逆变器各部分的作用为（一）太阳能电池板太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳能转化为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。（二）太阳能控制器太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项。（三）蓄电池一般为铅酸电池，一般有 12V 和 24V 这两种，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。（四）逆变器在很多场合，都需要提供 AC220V、 AC110V的交流电源。由于太阳能的直接输出一般都是 DC12V、 DC24V、 DC48V。为能向 AC220V的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用 DC-AC逆变器。在某些场合，需要使用多种电压的负载时，也要用到 DC-DC逆变器，如将 24VDC的电能转换成 5VDC的电能（注意，不是简单的降压）。晶体硅太阳能电池的制作过程晶体硅太阳能电池“硅”是我们这个星球上储藏最丰量的材料之一。自从 19 世纪科学家们发现了晶体硅的半导体特性后，它几乎改变了一切，甚至人类的思维。 20世纪末，我们的生活中处处可见“硅”的身影和作用，晶体硅太阳能电池是近 15 年来形成产业化最快的。生产过程大致可分为五个步骤 a、提纯过程b、拉棒过程 c 、切片过程 d 、制电池过程 e 、封装过程。原理太阳光照在半导体 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。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。一、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，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，目前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。（ 2）光电直接转换方式该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。太阳能电池是一种大有前途的新型电源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点 . 太阳能电池寿命长，只要太阳存在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用；与火力发电、核能发电相比，太阳能电池不会引起环境污染；太阳能电池可以大中小并举，大到百万千瓦的中型电站，小到只供一户用的太阳能电池组，这是其它电源无法比拟的电池板原料玻璃， EVA，电池片、铝合金壳、包锡铜片、不锈钢支架、蓄电池等太阳能电池板光伏发电的工作原理光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。光伏发电的优点是较少受地域限制，因为阳光普照大地 ; 光伏系统还具有安全可靠、无噪声、低污染、无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电及建设同期短的优点。光伏发电是根据光生伏特效应原理 , 利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电 , 光伏发电系统主要由太阳能电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件 , 所以 , 光伏发电设备极为精炼 , 可靠稳定寿命长、安装维护简便。理论上讲 , 光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合 , 上至航天器 ,下至家用电源 , 大到兆瓦级电站 , 小到玩具 , 光伏电源无处不在。太阳能光伏发电的最基本元件是太阳能电池（片），有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。目前，单晶和多晶电池用量最大，非晶电池用于一些小系统和计算器辅助电源等。国产晶体硅电池效率在 10 至 13％左右，国外同类产品效率约 18至 23％。由一个或多个太阳能电池片组成的太阳能电池板称为光伏组件。目前，光伏发电产品主要用于三大方面一是为无电场合提供电源，主要为广大无电地区居民生活生产提供电力，还有微波中继电源、通讯电源等，另外，还包括一些移动电源和备用电源；二是太阳能日用电子产品，如各类太阳能充电器、太阳能路灯和太阳能草坪灯等；三是并网发电，这在发达国家已经大面积推广实施。组成（ 1）单晶硅太阳能电池单晶硅太阳能电池的光电转换效率为 15左右，最高的达到 24 ％，这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的，但制作成本很大，以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。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。（ 2）多晶硅太阳能电池多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多，但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少，其光电转换效率约 12％左右 2004年 7 月 1 日日本夏普上市效率为 14.8的世界最高效率多晶硅太阳能电池。从制作成本上来讲，比单晶硅太阳能电池要便宜一些，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，多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。从性能价格比来讲，单晶硅太阳能电池还略好。（ 3）非晶硅太阳能电池非晶硅太阳电池是 1976 年出现的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，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。但非晶硅太阳电池存在的主要问题是光电转换效率偏低，目前国际先进水平为 10％左右，且不够稳定，随着时间的延长，其转换效率衰减。（ 4）多元化合物太阳电池多元化合物太阳电池指不是用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，大多数尚未工业化生产，主要有以下几种 a 硫化镉太阳能电池 b 砷化镓太阳能电池 c 铜铟硒太阳能电池新型多元带隙梯度 CuIn, GaSe2 薄膜太阳能电池 CuIn, GaSe2 是一种性能优良太阳光吸收材料，具有梯度能带间隙（导带与价带之间的能级差）多元的半导体材料，可以扩大太阳能吸收光谱范围，进而提高光电转化效率。以它为基础可以设计出光电转换效率比硅薄膜太阳能电池明显提高的薄膜太阳能电池。可以达到的光电转化率为 18％，而且，此类薄膜太阳能电池到目前为止，未发现有光辐射引致性能衰退效应（ SWE），其光电转化效率比目前商用的薄膜太阳能电池板提高约 5075，在薄膜太阳能电池中属于世界的最高水平的光电转化效率。寿命现在太阳能电池板厂家提供的数据是包用 20 年，不是储能的铅酸电池，只是电池板，现在每瓦的价格在国内差不多 30-40 元，国际价格 3.5-3.8美元每瓦。价格是按瓦算的功率计算方法太阳能交流发电系统是由太阳电池板、充电控制器、逆变器和蓄电池共同组成；太阳能直流发电系统则不包括逆变器。为了使太阳能发电系统能为负载提供足够的电源，就要根据用电器的功率，合理选择各部件。下面以100W输出功率，每天使用 6 个小时为例，介绍一下计算方法1. 首先应计算出每天消耗的瓦时数包括逆变器的损耗若逆变器的转换效率为 90％，则当输出功率为 100W时，则实际需要输出功率应为100W/90％ 111W；若按每天使用 5 小时，则耗电量为 111W*5 小时 555Wh。2. 计算太阳能电池板按每日有效日照时间为 6 小时计算，再考虑到充电效率和充电过程中的损耗，太阳能电池板的输出功率应为555Wh/6h/70130W。其中 70％是充电过程中，太阳能电池板的实际使用功率。发电系统太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）组成。如输出电源为交流 220V 或 110V ，还需要配置逆变器。各部分的作用为（一）太阳能电池板太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。（二）太阳能控制器太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项。（三）蓄电池一般为铅酸电池，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。（四）逆变器在很多场合，都需要提供 220VAC、 110VAC的交流电源。由于太阳能的直接输出一般都是 12VDC、 24VDC、 48VDC。为能向 220VAC 的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用 DC-AC逆变器。在某些场合，需要使用多种电压的负载时，也要用到 DC-DC逆变器，如将 24VDC的电能转换成 5VDC的电能（注意，不是简单的降压）。太阳能电池模组结构及其对背板的性能要求一般按玻璃 - 胶膜 - 电池板 - 胶膜 -TPT 叠合于铝合金框内。由于太阳能电池模组是放置在室外的电气产品，因此背板除了具有保护功能以外，还必须具备 25 年之久的可靠的绝缘性能、阻水性、耐老化性能。表 1 列出了背板性能要求的一览表，在这些指标中一个衡量太阳能电池背板性能好坏的重要指标是水蒸气渗透率。若太阳能背板阻隔水蒸气渗透的性能不良，则空气中的湿气（尤其是阴雨湿气更大）会透过太阳能背板进入到内侧，水蒸气的渗透会影响到 EVA（乙烯一醋酸乙烯共聚物）的粘结性能，导致背板与 EVA脱离，进而使更多湿气直接接触电池片而使电池片被氧化太阳能电池板的组成结构1、正面因电压的不同所用电池片的个数也不同。黑色的小片就是太阳能电池片，很多小片按一定规则连接起来就可以达到客户需要的电压和电流，一般是36 片或 72 片电池片。就是这些小片，完成了太阳能光能到电能的转化。现在单晶硅片的转化率已经达到了 15-17。2、四周的边框是铝合金的，首先很牢固，再就是已经经过氧化处理，很光滑，也不会生锈，第三，很好看，移动方便。3、电池板的表面是太阳能专用的低铁钢化玻璃，比一般玻玻璃硬度要高得多，可以承受的最大压力为 60m/s，不易碎，万一碎了也不会有危险。4、背面那个黑色的盒子就是接线盒，电线按正负极从里面导出来，就可以接控制器了。太阳能电池（片）是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片太阳能电池板由电池片、组件边框、钢化玻璃、封装材料以及接线盒等组成的，可以利用阳光来发电的一块板子。太阳能电池板的标准测试条件太阳能板的功率是在标准条件温度 25 度， AM1.5, 1000W/M2下测试出来的。一般用 WP峰瓦表示，也可以用 W（瓦）表示。在这个标准下测试出来的功率称为标称功率。太阳能板在一定强度的光照下可以产生电流，接上电器就可以用了。前提是单位时间产生的电流要大于电器的消耗。实际应用中，这种直接使用的情况比较少。一般都是整套系统来使用的。峰值功率（最大功率）最大功率点电压 * 最大功率点电流最大功率点就是电池板达到峰值功率时的一瞬间是发电能力的参数与负载无关开路电压是指电池未接入电路时的电压也可以认为是电动势了。短路电流是指不接电器时的电流，相当于直接找个导线把电池的正负极相连接时的电流。峰值电压峰值电流峰值功率这几个概念对应的是交流电，直流电是没有峰值这一说的。峰值顾名思意就是最大值，比如我们用点 220 其实是有效值，那么我们的用电峰值应该是 318。开路电压就相当于你直接拿电压表去量电池板（可看成一直流电源）两端电压；峰值电压是运行过程中带负载以后的电压，所以开路电压峰值电压实际电压。我们的电池板实际电压有 18 伏和 36 伏两种。一个小型的太阳能发电系统，在太阳辐射充足的情况下给负载供电，是由电池板先存到蓄电池里再转由蓄电池向外供电的。通常是蓄电池连接逆变器、逆变器连接负载（电动车，灯泡）。负载从蓄电池取电，太阳能电池板源源不断地向蓄电池供电 1）如果负载太重会使太阳能电池的充电供不应求，所以负载不应该超过太阳能电池的总容量，负载以十分之一的蓄电池安时数用电电流可以长期使用规格工作电压工作电流开路电压短路电流系统电压 Cell （ Pes）重量尺寸 mm 多晶 300W 35.7V 8.41A 43.8V 9.89A 1000V 144 28kg 1310*1192*5 单晶 300W 24.3 V 12.35A 28.9V 14.53A 1000V 96 28kg 2090*992*5