提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率方法

如何提高太陽能效率概述

太陽能光伏發(fā)電

提高轉(zhuǎn)換效率方法概述太陽能前景應用方面太陽能成果概述—太陽能前景隨著經(jīng)濟的發(fā)展、社會的進步，化石能源的供不應求，人們對能源提出越來越高的要求，尋找新能源成為當前人類面臨的迫切課題。照射在地球上的太陽能非常巨大，大約40分鐘照射在地球上的太陽能，足以供全球人類一年能量的消費?？梢哉f，太陽能是真正取之不盡、用之不竭的能源。而且太陽能發(fā)電絕對干凈，不產(chǎn)生公害。所以太陽能發(fā)電被譽為是理想的能源。概述—太陽能的前景太陽能的優(yōu)點1.普遍性2.無害性3.巨大性4.長久性太陽能的缺點1.照射的能量分布密度小2.不穩(wěn)定性3.效率低4.成本高概述—太陽能的前景在各國政府的扶持下，世界太陽能電池產(chǎn)量快速增長，1995-2005年間，全球太陽能電池產(chǎn)量增長了17倍。2010年全球太陽能電池的年產(chǎn)量較2005年的年產(chǎn)量增長6.3倍，整個行業(yè)的銷售收入增長3.5倍。概述—太陽能前景目前從能源供應安全和清潔利用的角度出發(fā)，世界各國正把太陽能的商業(yè)化開發(fā)和利用作為重要的發(fā)展趨勢。歐盟、日本和美國把2030年以后能源供應安全的重點放在太陽能等可再生能源方面。預計到2030年太陽能發(fā)電將占世界電力供應的10%以上，2050年達到20%以上。大規(guī)模的開發(fā)和利用使太陽能在整個能源供應中將占有一席之地。概述—應用方面太陽能光伏發(fā)電太陽能熱發(fā)電太陽能熱水器太陽能灶概述—太陽能成果我國光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展。到2007年年底，全國光伏系統(tǒng)的累計裝機容量達到10萬千瓦，從事太陽能電池生產(chǎn)的企業(yè)達到50余家，太陽能電池生產(chǎn)能力達到290萬千瓦，太陽能電池年產(chǎn)量達到1188MW，超過日本和歐洲，并已初步建立起從原材料生產(chǎn)到光伏系統(tǒng)建設(shè)等多個環(huán)節(jié)組成的完整產(chǎn)業(yè)鏈，特別是多晶硅材料生產(chǎn)取得了重大進展，突破了年產(chǎn)千噸大關(guān)，沖破了太陽能電池原材料生產(chǎn)的瓶頸制約，為我國光伏發(fā)電的規(guī)模化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

概述—太陽能成果2007年，中國太陽能熱水器產(chǎn)量的增長速度約為30%，年產(chǎn)量達2340萬m2，總保有量約為10800萬m2。2007年，太陽能熱水器市場銷售額約為320億元人民幣，產(chǎn)值億元人民幣以上的企業(yè)有20多家。太陽能熱水器的出口額增長約為28%，6500萬美元左右，產(chǎn)品出口歐洲、美洲、非洲、東南亞等50多個國家和地區(qū)太陽能光伏伏發(fā)電光伏發(fā)電裝裝置光伏電池原原理光伏電池特特性光伏電池類類型光伏發(fā)電裝裝置太陽能發(fā)電系統(tǒng)主主要包括：：太陽能電電池組件（（陣列）、、控制器、、蓄電池、、逆變器、、用戶即照照明負載等等組成光伏發(fā)電裝裝置光伏電池原原理光伏電池板板是光伏發(fā)發(fā)電系統(tǒng)中中的核心部部分，也是是光伏發(fā)電電系統(tǒng)中價價值最高的的部分。其其作用是將將太陽能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為電能能，或送往往蓄電池中中存儲起來來，或推動動負載工作作。光伏電電池板的質(zhì)質(zhì)量和成本本將直接決決定整個系系統(tǒng)的質(zhì)量量和成本。。光伏電池原原理光伏電池的的發(fā)電原理理是利用了了光生伏特特效應。它它實質(zhì)上是是一個大面面積的PN結(jié)，當光光照射到PN結(jié)的一一個面，例例如P型面面時，若若光子能量大于半導體體材料的禁禁帶寬度，，那么P型型區(qū)每吸收收一個光子子就產(chǎn)生一一對自由電電子和空穴穴，電子-空穴對從從表面向內(nèi)內(nèi)迅速擴散散，在結(jié)電電場的作用用下，最后后建立一個個與光照強度有關(guān)的電動勢光伏電池原原理光伏電池原原理光伏電池特特性光譜特性：：光電池對對不同波長的光的靈敏敏度是不同同的。光照特性：：光電池在在不同光照度下，其光電流和光生電動動勢是不同同的溫度特性：：電池的開開路電壓和和短路電流流隨溫度變變化的情況況。光伏電池類類型單晶硅光伏伏電池多晶硅光伏伏電池非晶硅光伏伏電池銅銦錫光伏伏電池砷化鎵光伏伏電池碲化鎘光伏伏電池光伏產(chǎn)業(yè)目目前最大的的挑戰(zhàn)是如如何提高光光伏電池轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換效率，，降低成本本。影響光伏電電池轉(zhuǎn)換效效率的因素素制作電池的的材料光伏電池的的制程電池的表面面處理電池板角度度處理提高轉(zhuǎn)換效效率的方法法電池與接線線的電阻電池與接線線間的電阻阻對太陽能能電池轉(zhuǎn)換換效率的高高低影響十十分顯著。。尤其太陽陽能電池模模塊是由多多個電池串串聯(lián)而成，，因此接點點電阻影響響甚巨。因因此，可可在采用模模塊設(shè)計時時改進橫向向布線及電電池極板等等布線結(jié)構(gòu)構(gòu)，以降低低電阻。并并透過縮小小電池單元元間隔、加加大電池單單元的排列列密度，提提高模塊的的轉(zhuǎn)換效率率。此外，，也可將金金屬電極埋埋入基板中中，以減少少串聯(lián)電阻阻提高高轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換效效率率的的方方法法串疊疊型型電電池池把兩兩個個或或兩兩個個以以上上的的元元件件堆堆棧棧起起來來，，能能夠夠吸吸收收較較高高能能量量光光譜譜的的電電池池放放在在上上層層，，吸吸收收較較低低能能量量光光譜譜的的電電池池放放在在下下層層，，透透過過不不同同材材料料的的電電池池將將光光子子的的能能量量層層層層吸吸收收，，減減少少光光能能的的浪浪費費并并獲獲得得比比原原來來更更多多的的光光能能。。提高高轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換效效率率的的方方法法抗反反射射層層在太太陽陽能能電電池池的的表表面面，，會會鍍鍍上上一一層層抗抗反反射射層層，，主主要要的的作作用用在在于于讓讓太太陽陽能能吸吸收收的的過過程程當當中中，，僅僅少少量量的的反反射射造造成成光光能能流流失失提高高轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換效效率率的的方方法法表面面粗粗化化處處理理、、將表表面面制制成成金金字字塔塔型型的的組組織織(PyramidTexture)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，可可增增加加表表面面積積，，吸吸收收更更多多太太陽陽光光。。提高高轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換效效率率的的方方法法電極極形形狀狀將不不透透光光的的金金屬屬電電極極作作成成手手指指狀狀(finger)(圖圖三三)或或是是網(wǎng)網(wǎng)狀狀，，經(jīng)經(jīng)過過層層層層反反射射，，可可使使大大部部分分的的入入射射陽陽光光都都能能進進入入半半導導體體材材料料中中提高高轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換效效率率的的方方法法光感感度度特特性性太陽陽能能電電池池的的光光伏伏變變換換與與光光波波長長存存在在一一個個感感度度特特性性。。實實驗驗證證明明理理想想材材料料對對波波長長為為0.5到到1um之之間間的的光光感感度度最最強強。。所所以以在在進進行行光光電電化化時時，，盡盡可可能能滿滿足足其其感感光光度度最最好好的的條條件件。。提高高轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換效效率率的的方方法法固定定式式太太陽陽能能光光電電版版由于于所所處處緯緯度度的的不不同同，，太太陽陽照照射射角角度度不不同同，，因因此此太太陽陽能能光光電電板板的的架架設(shè)設(shè)角角度度也也會會影影響響到到光光電電板板吸吸收收陽陽光光的的效效益益。。若若是是處處于于赤赤道道上上，，光光電電板板須須平平放放在在水水平平面面上上的的日日照照效效益益最最高高，，而而臺臺灣灣位位于于北北回回歸歸線線上上，，緯緯度度為為北北緯緯23.5度度。。加加上上白白天天太太陽陽由由東東方方升升起起后后，，行行進進的的軌軌道道會會在在臺臺灣灣的的南南方方，，所所以以架架設(shè)設(shè)太太陽陽能能光光電電板板將將板板面面朝朝南南并并將將仰仰角角設(shè)設(shè)定定為為23.5度度，，將將可可以以得得到到最最大大的的日日照照效效益益提高高轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換效效率率的的方方法法轉(zhuǎn)動動式式太太陽陽能能光光電電版版太陽陽日日出出日日落落，，太太陽陽能能光光電電板板在在一一天天中中每每個個時時段段所所能能接接收收的的最最大大太太陽陽光光因因而而不不同同，，無無法法保保持持在在最最大大