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文檔簡介
1、光伏發電用太陽能電池的種類光伏發電是基于光伏效應的一種發電方式,利用光伏效應原 理制成了一種能把太陽光能轉化成電能的半導體器件就是 太陽能電池。制造太陽能電池的材料主要有硅(Si)、硫化鎘 (CdS)和神化線(GaAs)等。目前來看,太陽能電池主要由單 晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池、非晶硅太陽能電池、 多元化合物太陽能電池和納米晶體化學太陽能電池。一、單晶硅太陽能電池單晶硅太陽能電池的構造主要包括正面梳狀電極、減反 射膜、N型層、PN結、P型層、反面電極等。單晶硅太陽能 電池廣泛用于空間和地面,這種太陽能電池以高純的單晶硅 棒為原料。將單晶硅棒切成片,經過一系列的半導體工藝形 成PN結。然
2、后采用絲網印刷法做成柵線,經過燒結工藝制 成背電極,單晶硅太陽能電池的單體片就制成了。單體片即 可按所需要的規格用串聯和并聯的方法組裝成太陽能電池 組件(太陽能電池板),構成一定的輸出電壓和電流。最后用 框架開展封裝,將太陽能電池組件組成各種大小不同的太陽 能電池陣列。目前單晶硅太陽能電池的光電轉換效率為15% 左右,實驗室成果也有20%以上的。二、多晶硅太陽能電池多晶硅薄膜太陽電池是將多晶硅薄膜生長在低本錢的 襯底材料上,用相對薄的晶體硅層作為太陽電池的激活層, 不僅保持了晶體硅太陽電池的高性能和穩定性,而且材料的 用量大幅度下降,明顯地降低了電池本錢。多晶硅薄膜太陽電池的工作原理與其它太陽
3、電池一樣,是基于太陽光與半導 體材料的作用而形成光伏效應。太陽能電池使用的多晶硅材料多半是含有大量單晶顆 粒的集合體,或用廢次單晶硅料和冶金級硅材料熔化,然后 注入石墨鑄模中,即得多晶硅錠。這種硅錠鑄成立方體,以 便切片加工成方形電池片。多晶硅太陽能電池板的制作工藝 與單晶硅太陽能電池板差不多,其光電轉換效率約12%左右, 稍低于單晶硅太陽能電池,但是材料制造簡便,節約電耗, 總的生產本錢較低,因此得到大量開展。三、非晶硅太陽能電池非晶硅太陽能電池由透明氧化物薄膜(TCO)層、非晶硅 薄膜P-I-N層(I層為本征吸收層)、背電極金屬薄膜層組成, 基底可以是鋁合金、不銹鋼、特種塑料等。它與單晶硅
4、和多 晶硅太陽能電池的制作方法完全不同,硅材料消耗很少,電 耗更低。制造方法有多種,最常見的是用輝光放電法得到N 型或P型的非晶硅膜。襯底材料一般用玻璃或不銹鋼板。非 晶硅太陽能電池很薄,可以制成疊層式,或采用集成電路的 方法制造,可一次制作多個串聯電池,以獲得較高的電壓。 目前非晶硅太陽能電池光電轉換效率偏低,國際先進水平為 10%左右。四、多元化合物太陽能電池硫化鎘、硫化鎘多晶薄膜電池的效率較非晶硅薄膜太陽 能電池效率高,本錢較單晶硅電池低,在廣泛深入的應用研 究根底上,國際上許多國家的硫化鎘薄膜太陽電池已由實驗 室研究階段開始走向規模工業化生產。1、硫化鎘太陽能電池:雖然光電效率已提高到
5、9%,但 是仍無法與多晶硅太陽能電池競爭。與非晶硅薄膜電池相比, 制造工藝比擬簡單。2、種化錢太陽能電池:碑化錢與太陽光譜的匹配較適 合,且能耐高溫,在25CTC的條件下,光電轉換性能仍很良 好,其最高光電轉換效率約30%,特別適合做高溫聚光太陽 能電池。由于錢比擬稀缺,種有毒,制造本錢高,此種太陽 能電池的開展受到影響。3、銅錮硒太陽能電池:以銅、錮、硒三元化合物半導 體為基本材料制成的太陽能電池。它是一種多晶薄膜構造, 材料消耗少,本錢低,性能穩定,光電轉換效率在10%以上。 因此是一種可與非晶硅薄膜太陽能電池相競爭的新型太陽 能電池。五、納米晶體化學太陽能電池染料敏化納米晶體太陽能電池(
6、DSSCs)主要包括鍍有透 明導電膜的玻璃基底,染料敏化的半導體材料、對電極以及 電解質等幾局部。其陽極為染料敏化半導體薄膜(TiO2膜), 陰極為鍍箱的導電玻璃。納米晶體Ti02太陽能電池的優點 在于它廉價的本錢和簡單的工藝及穩定的性能。其光電效率 穩定在10%以上,制作本錢僅為硅太陽電池的1/51/10,. 壽命能到達20年以上。六、疊層太陽能電池疊層電池使得電池的性能可以得到疊加。太陽能電池的 薄層化使其可以做得更薄,因此器件的疊層也變得更為現實 可行。疊層電池可以是同種器件的疊層,也可以是異類器件 的疊層。每一個疊層單元,由于感光局部的光響應性能不同, 可分別吸收利用不同波段的太陽光。經過疊層,太陽光可以 在全波段上都受到較好的吸收;同時由于器件之間的耦合效 應,整體的光能轉換效率可以到達更高水平。七、柔性太陽能電池柔性太陽能電池板采用高晶硅材料制成,并用高強度、 透光性能強的太陽能專用鋼化玻璃以及高性能、耐紫外線輻 射的專用密封材料層壓制而成,有能抗冰雪、
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