太陽能電池介紹課件PPT學(xué)習(xí)教案

1、太陽能電池介紹課件太陽能電池介紹課件第1頁/共156頁第2頁/共156頁SlR第3頁/共156頁第4頁/共156頁圖圖3-1 硅的原子結(jié)構(gòu)硅的原子結(jié)構(gòu) 及其原子能級(jí)及其原子能級(jí)第5頁/共156頁圖圖3-2硅的晶胞結(jié)構(gòu)硅的晶胞結(jié)構(gòu)第6頁/共156頁第7頁/共156頁圖圖3-3 單原子的電子能級(jí)對應(yīng)的固體能帶單原子的電子能級(jí)對應(yīng)的固體能帶 第8頁/共156頁第9頁/共156頁(a)金屬金屬 (b)半導(dǎo)體半導(dǎo)體 (c)絕緣體絕緣體圖圖3-4 金屬、半導(dǎo)體、絕緣體的能帶金屬、半導(dǎo)體、絕緣體的能帶第10頁/共156頁圖圖3-4 晶體的能帶晶體的能帶第11頁/共156頁材料材料SiGeGaAsCu(InG

2、a)SeInPCdTeCdSEg/eV1.120.71. 41.041.21.42.6第12頁/共156頁第13頁/共156頁圖圖3-5 具有一個(gè)斷鍵的硅晶體具有一個(gè)斷鍵的硅晶體第14頁/共156頁圖圖3-6 n型和型和p型硅晶體結(jié)構(gòu)型硅晶體結(jié)構(gòu)第15頁/共156頁圖圖3-7 施主和受主能級(jí)施主和受主能級(jí)第16頁/共156頁第17頁/共156頁第18頁/共156頁3.1 太陽能光伏發(fā)電原理太陽能光伏發(fā)電原理第19頁/共156頁(a) n區(qū)電子往區(qū)電子往P區(qū)區(qū) (b) p區(qū)空穴往區(qū)空穴往N區(qū)區(qū) (c) p-n結(jié)電場結(jié)電場擴(kuò)散在擴(kuò)散在n區(qū)形成帶區(qū)形成帶 擴(kuò)散在擴(kuò)散在p區(qū)形成帶區(qū)形成帶正電的薄層正電

3、的薄層A 負(fù)電的薄層負(fù)電的薄層B 圖圖3-8 p-n結(jié)電子與空穴的擴(kuò)散結(jié)電子與空穴的擴(kuò)散第20頁/共156頁(a) 形成形成p-n結(jié)前載流子的擴(kuò)散過程結(jié)前載流子的擴(kuò)散過程 (b) 空間電荷區(qū)和內(nèi)建電場空間電荷區(qū)和內(nèi)建電場圖圖3-8 p-n結(jié)結(jié)第21頁/共156頁圖圖3-9 p-n結(jié)單向?qū)щ娞匦越Y(jié)單向?qū)щ娞匦?第22頁/共156頁第23頁/共156頁圖圖3-10 光伏效應(yīng)示意圖光伏效應(yīng)示意圖 第24頁/共156頁圖圖3-11 太陽電池的發(fā)電原理太陽電池的發(fā)電原理第25頁/共156頁圖圖3-12 太陽電池的結(jié)構(gòu)和符號(hào)太陽電池的結(jié)構(gòu)和符號(hào)第26頁/共156頁第27頁/共156頁圖圖3-13 硅光電池

4、的開路電壓硅光電池的開路電壓和短路電流與光照度關(guān)系和短路電流與光照度關(guān)系 第28頁/共156頁第29頁/共156頁scocmmscocmIUIUIUPFF%100%100inscocinmPIUFFPP第30頁/共156頁(a)光照時(shí)太陽電池的電路光照時(shí)太陽電池的電路 (b)光照時(shí)太陽電池的等效電路光照時(shí)太陽電池的等效電路圖圖3-14太陽電池的電路及等效電路太陽電池的電路及等效電路第31頁/共156頁(a)光照時(shí)太陽電池的電路光照時(shí)太陽電池的電路 (b)光照時(shí)太陽電池的等效電路光照時(shí)太陽電池的等效電路圖圖3-14太陽電池的電路及等效電路太陽電池的電路及等效電路第32頁/共156頁圖圖3-15

5、太陽電池的電流太陽電池的電流-電壓關(guān)系曲線電壓關(guān)系曲線 圖圖3-16 常用太陽電池電流常用太陽電池電流-電壓特性曲線電壓特性曲線1-未受光照；未受光照；2-受光照受光照 I-電流；電流；Isc-短路電流；短路電流；Im-最大工作電流；最大工作電流； U-電壓；電壓； Uoc-開路電壓；開路電壓；Um-最大工作電壓；最大工作電壓； Pm-最大功率最大功率第33頁/共156頁第34頁/共156頁(a)串聯(lián)電阻的影響串聯(lián)電阻的影響 (b)并聯(lián)電阻的影響并聯(lián)電阻的影響圖圖3-17太陽電池串、并聯(lián)電阻的影響太陽電池串、并聯(lián)電阻的影響第35頁/共156頁第36頁/共156頁第37頁/共156頁第38頁/共

6、156頁第39頁/共156頁第40頁/共156頁圖圖3-19 硅砂制備高純多晶硅工藝流程硅砂制備高純多晶硅工藝流程第41頁/共156頁圖圖3-20 改良西門子法工藝流程圖改良西門子法工藝流程圖 第42頁/共156頁第43頁/共156頁 圖圖3-21 多晶硅定向凝固法原理圖多晶硅定向凝固法原理圖第44頁/共156頁 第45頁/共156頁 第46頁/共156頁 第47頁/共156頁 第48頁/共156頁 第49頁/共156頁 圖圖3-23 硅片加工工藝流程硅片加工工藝流程第50頁/共156頁 第51頁/共156頁 圖圖3-24 內(nèi)圓切割刀片示意圖內(nèi)圓切割刀片示意圖第52頁/共156頁 圖圖3-25

7、 內(nèi)圓式切割機(jī)切割分類方法示意圖內(nèi)圓式切割機(jī)切割分類方法示意圖第53頁/共156頁 圖圖3-26 硅片線切割示意圖硅片線切割示意圖第54頁/共156頁 性性 能能線切割線切割內(nèi)圓切割內(nèi)圓切割切割方法切割方法自由磨削加工自由磨削加工固定研磨加工固定研磨加工切片表面切片表面線鋸痕跡線鋸痕跡切痕、裂紋、碎屑切痕、裂紋、碎屑損傷深度損傷深度/ m5152030切片效率切片效率/(cm2/h)1102201030每次切片數(shù)每次切片數(shù)/片片2004001損耗損耗/ m150210300500可切片最薄厚度可切片最薄厚度/ m180200350可切硅錠最大直徑可切硅錠最大直徑/mm300以上以上200切片翹

8、曲度切片翹曲度輕微輕微嚴(yán)重嚴(yán)重第55頁/共156頁 第56頁/共156頁 圖圖3-27 晶體硅太陽能電池生產(chǎn)制造工藝流程晶體硅太陽能電池生產(chǎn)制造工藝流程第57頁/共156頁 第58頁/共156頁 圖圖3-28 絨面結(jié)構(gòu)絨面結(jié)構(gòu)減少光的反射減少光的反射 第59頁/共156頁 第60頁/共156頁 第61頁/共156頁 第62頁/共156頁 第63頁/共156頁 第64頁/共156頁 第65頁/共156頁 第66頁/共156頁 圖圖3-29 太陽電池測試太陽電池測試設(shè)備系統(tǒng)框圖設(shè)備系統(tǒng)框圖 第67頁/共156頁 第68頁/共156頁 圖圖3-30 PERL太陽電池太陽電池 第69頁/共156頁 圖

9、圖3-31 BCSC太陽電池太陽電池 第70頁/共156頁 第71頁/共156頁 第72頁/共156頁 第73頁/共156頁 圖圖3-32非晶硅太陽電池結(jié)構(gòu)非晶硅太陽電池結(jié)構(gòu)第74頁/共156頁 第75頁/共156頁 第76頁/共156頁 第77頁/共156頁 第78頁/共156頁 第79頁/共156頁 圖圖3-33 砷化鎵異質(zhì)面太陽電池的結(jié)構(gòu)砷化鎵異質(zhì)面太陽電池的結(jié)構(gòu)第80頁/共156頁 圖圖3-34 聚光太陽電池的電極聚光太陽電池的電極 第81頁/共156頁 第82頁/共156頁 第83頁/共156頁 圖圖3-35光電化學(xué)太陽電池的結(jié)構(gòu)光電化學(xué)太陽電池的結(jié)構(gòu)1，2-電極；電極；3-電解質(zhì)溶

10、液電解質(zhì)溶液第84頁/共156頁第85頁/共156頁 第86頁/共156頁第87頁/共156頁第88頁/共156頁(a)單體單體 (b)組件組件 (c)方陣方陣 圖圖3-36 太陽電池的單體、組件和方陣太陽電池的單體、組件和方陣 太陽能電池的單體、組件和方陣，如圖太陽能電池的單體、組件和方陣，如圖3-36所示。所示。第89頁/共156頁第90頁/共156頁圖圖3-37 太陽能電池的連接方式太陽能電池的連接方式第91頁/共156頁第92頁/共156頁圖圖3-38 20W組件板型組件板型設(shè)計(jì)排布圖設(shè)計(jì)排布圖電池組件不論功率電池組件不論功率大小，一般都是由大小，一般都是由 36片、片、72片、片、5

11、4片片和和60片等幾種串聯(lián)片等幾種串聯(lián)形式組成。常見的形式組成。常見的排布方法有排布方法有4片片 9片、片、6片片 6片、片、6片片 12片、片、6片片 9片片和和6片片 10片等。片等。 第93頁/共156頁第94頁/共156頁第95頁/共156頁圖圖3-39 玻璃殼體式太陽能電池組件示意圖玻璃殼體式太陽能電池組件示意圖1-玻璃殼體；玻璃殼體；2-硅太陽能電池；硅太陽能電池；9-互連條；互連條；4-黏結(jié)劑黏結(jié)劑5-襯底；襯底；6-下底板；下底板；7-邊框膠；邊框膠；8-電極接線柱電極接線柱第96頁/共156頁圖圖3-40底盒式太陽能電池組件示意圖底盒式太陽能電池組件示意圖1-玻璃蓋板；玻璃蓋

12、板；2-硅太陽能電池；硅太陽能電池；3-盒式下底板；盒式下底板；4-黏結(jié)劑黏結(jié)劑5-襯底；襯底；6-固定絕緣膠；固定絕緣膠；7-電極引線；電極引線；8-互連條互連條 第97頁/共156頁圖圖3-41平板式太陽能電池組件示意圖平板式太陽能電池組件示意圖1-邊框；邊框；2-邊框封裝膠；邊框封裝膠；3-上玻璃蓋板；上玻璃蓋板；4-黏結(jié)劑；黏結(jié)劑；5-下底板下底板6-硅太陽能電池；硅太陽能電池；7-互連條；互連條；8-引線護(hù)套；引線護(hù)套；9-電極引線電極引線 第98頁/共156頁圖圖3-42 全膠密封式太陽能電池組件示意圖全膠密封式太陽能電池組件示意圖1-硅太陽能電池；硅太陽能電池；2-黏結(jié)劑；黏結(jié)劑

13、；3-電極引線；電極引線；4-下底板；下底板；5-互連條互連條圖圖3-43 太陽能電池組件結(jié)構(gòu)剖面圖太陽能電池組件結(jié)構(gòu)剖面圖第99頁/共156頁第100頁/共156頁第101頁/共156頁第102頁/共156頁第103頁/共156頁第104頁/共156頁圖圖3-45 太陽電池組件用太陽電池組件用超白玻璃光譜透過率超白玻璃光譜透過率 第105頁/共156頁第106頁/共156頁第107頁/共156頁第108頁/共156頁第109頁/共156頁RDCY-Z-4B全自動(dòng)層壓機(jī)全自動(dòng)層壓機(jī) 1、四柱液壓起升并配有液壓鎖裝置；、四柱液壓起升并配有液壓鎖裝置； 2、上箱帶有高溫布循環(huán)系統(tǒng)并配有自動(dòng)清洗功能

14、；、上箱帶有高溫布循環(huán)系統(tǒng)并配有自動(dòng)清洗功能； 3、層壓機(jī)、層壓機(jī)C級(jí)不銹鋼多輥結(jié)構(gòu)并配有多檔冷卻裝置；級(jí)不銹鋼多輥結(jié)構(gòu)并配有多檔冷卻裝置； 4、平板電腦觸摸顯示屏及、平板電腦觸摸顯示屏及windows操作系統(tǒng)，具有存儲(chǔ)信息量操作系統(tǒng)，具有存儲(chǔ)信息量大等特點(diǎn)。大等特點(diǎn)。第110頁/共156頁層壓機(jī)層壓機(jī)第111頁/共156頁層壓機(jī)層壓機(jī)第112頁/共156頁自動(dòng)組角裝框機(jī)自動(dòng)組角裝框機(jī)第113頁/共156頁標(biāo)準(zhǔn)模組的裝框架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)模組的裝框架構(gòu)第114頁/共156頁組件封裝生產(chǎn)線組件封裝生產(chǎn)線第115頁/共156頁組件封裝生產(chǎn)線組件封裝生產(chǎn)線第116頁/共156頁第117頁/共156頁平板式硅太

15、陽能電池組件封裝工藝流程平板式硅太陽能電池組件封裝工藝流程第118頁/共156頁第119頁/共156頁圖圖3-46 一個(gè)典型的疊層組件結(jié)構(gòu)一個(gè)典型的疊層組件結(jié)構(gòu) 第120頁/共156頁第121頁/共156頁第122頁/共156頁第123頁/共156頁第124頁/共156頁第125頁/共156頁第126頁/共156頁第127頁/共156頁第128頁/共156頁圖圖3-47 輻照度依賴特性和輻照度輻照度依賴特性和輻照度-最大輸出功率特性最大輸出功率特性 第129頁/共156頁圖圖3-48 溫度依賴特性和溫度溫度依賴特性和溫度-最大輸出功率特性最大輸出功率特性第130頁/共156頁第131頁/共15

16、6頁第132頁/共156頁第133頁/共156頁第134頁/共156頁第135頁/共156頁第136頁/共156頁 2.太陽能電池組件的熱斑效應(yīng)太陽能電池組件的熱斑效應(yīng) 在太陽電池方陣中，如發(fā)生有陰影在太陽電池方陣中，如發(fā)生有陰影(例如樹葉、鳥類、鳥例如樹葉、鳥類、鳥糞等糞等)落在某單體電池或一組電池上，或當(dāng)組件中的某單體落在某單體電池或一組電池上，或當(dāng)組件中的某單體電池被損壞時(shí)，但組件電池被損壞時(shí)，但組件(或方陣或方陣)的其余部分仍處于陽光暴曬的其余部分仍處于陽光暴曬之下正常工作，這樣局部被遮擋的太陽電池之下正常工作，這樣局部被遮擋的太陽電池(或組件或組件)就要由就要由未被遮擋的那部分太陽電

17、池未被遮擋的那部分太陽電池(或組件或組件)來提供負(fù)載所需的功來提供負(fù)載所需的功率，使該部分太陽電池如同一個(gè)工作于反向偏置下的二極率，使該部分太陽電池如同一個(gè)工作于反向偏置下的二極管，其電阻和壓降很大，從而消耗功率而導(dǎo)致發(fā)熱。由于管，其電阻和壓降很大，從而消耗功率而導(dǎo)致發(fā)熱。由于出現(xiàn)高溫，稱之為出現(xiàn)高溫，稱之為“熱斑熱斑”。對于高電壓大功率方陣，陰。對于高電壓大功率方陣，陰影電池上的電壓降所產(chǎn)生的熱效應(yīng)甚至能造成封裝材料損影電池上的電壓降所產(chǎn)生的熱效應(yīng)甚至能造成封裝材料損傷、焊點(diǎn)脫焊、電池破裂或在電池上產(chǎn)生傷、焊點(diǎn)脫焊、電池破裂或在電池上產(chǎn)生“熱斑熱斑”，從而，從而引起組件和方陣失效。電池裂紋或不匹配、內(nèi)部連接失引起組件和方陣失效。電池裂紋或不匹配、內(nèi)部連接失效、局部被遮光或弄臟均會(huì)引起這種效應(yīng)。效、局部被遮光或弄臟均會(huì)引起這種效應(yīng)。 第137頁/共156頁 （1）串、并聯(lián)電池組件熱斑形成：串、并聯(lián)電池組件熱斑形成：圖圖3-50 串聯(lián)太陽電池串聯(lián)太陽電池組件示意圖組件示意圖 圖圖3-51 并聯(lián)太陽電池并聯(lián)太陽電池組件示意圖組件示意圖 第138頁/共156頁 （2）熱斑效應(yīng)的防護(hù)：熱斑效應(yīng)的防護(hù)：圖圖3-50 串聯(lián)太陽電池組件串聯(lián)太陽電池組件熱斑防護(hù)示意圖熱斑防護(hù)示意圖 圖圖3-51