太陽(yáng)能電池板

太陽(yáng)能電池板電能裝置01結(jié)構(gòu)組成應(yīng)用領(lǐng)域使用壽命材料分類(lèi)發(fā)電原理制作流程目錄030502040607測(cè)試方法新型開(kāi)發(fā)檢測(cè)與維護(hù)目錄0908基本信息太陽(yáng)能電池板（Solarpanel）是通過(guò)吸收太陽(yáng)光，將太陽(yáng)輻射能通過(guò)光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接或間接轉(zhuǎn)換成電能的裝置，大部分太陽(yáng)能電池板的主要材料為“硅”，但因制作成本較大，以至于它普遍地使用還有一定的局限。相對(duì)于普通電池和可循環(huán)充電電池來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)能電池屬于更節(jié)能環(huán)保的綠色產(chǎn)品。結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成1）鋼化玻璃其作用為保護(hù)發(fā)電主體（如電池片），透光其選用是有要求的，1.透光率必須高（一般91%以上）；2.超白鋼化處理2）EVA用來(lái)粘結(jié)固定鋼化玻璃和發(fā)電主體（如電池片），透明EVA材質(zhì)的優(yōu)劣直接影響到組件的壽命，暴露在空氣中的EVA易老化發(fā)黃，從而影響組件的透光率，從而影響組件的發(fā)電質(zhì)量除了EVA本身的質(zhì)量外，組件廠家的層壓工藝影響也是非常大的，如EVA膠連度不達(dá)標(biāo)，EVA與鋼化玻璃、背板粘接強(qiáng)度不夠，都會(huì)引起EVA提早老化，影響組件壽命。3）電池片主要作用就是發(fā)電，發(fā)電主體市場(chǎng)上主流的是晶體硅太陽(yáng)電池片、薄膜太陽(yáng)能電池片，兩者各有優(yōu)劣。晶體硅太陽(yáng)能電池片,設(shè)備成本相對(duì)較低，但消耗及電池片成本很高，但光電轉(zhuǎn)換效率也高，在室外陽(yáng)光下發(fā)電比較適宜；薄膜太陽(yáng)能電池，相對(duì)設(shè)備成本較高，但消耗和電池成本很低，但光電轉(zhuǎn)化效率相對(duì)晶體硅電池片一半多點(diǎn)，但弱光效應(yīng)非常好，在普通燈光下也能發(fā)電，如計(jì)算器上的......材料分類(lèi)單晶硅多晶硅非晶硅多元化合物柔性電池12345材料分類(lèi)單晶硅單晶硅太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率為18%左右，最高的達(dá)到24%，這是所有種類(lèi)的太陽(yáng)能電池中光電轉(zhuǎn)換效率最高的，但制作成本很大，以致于它還不能被普遍地使用。由于單晶硅一般采用鋼化玻璃以及防水樹(shù)脂進(jìn)行封裝，因此其堅(jiān)固耐用，使用壽命可達(dá)25年。多晶硅多晶硅太陽(yáng)電池的制作工藝與單晶硅太陽(yáng)電池差不多，但是多晶硅太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率則要降低不少，其光電轉(zhuǎn)換效率約16%左右。從制作成本上來(lái)講，比單晶硅太陽(yáng)能電池要便宜一些，材料制造簡(jiǎn)便，節(jié)約電耗，總的生產(chǎn)成本較低，因此得到大量發(fā)展。此外，多晶硅太陽(yáng)能電池的使用壽命也要比單晶硅太陽(yáng)能電池短。從性能價(jià)格比來(lái)講，單晶硅太陽(yáng)能電池還略好。非晶硅非晶硅太陽(yáng)電池是1976年出現(xiàn)的新型薄膜式太陽(yáng)電池，它與單晶硅和多晶硅太陽(yáng)電池的制作方法完全不同，工藝過(guò)程大大簡(jiǎn)化，硅材料消耗很少，電耗更低，它的主要優(yōu)點(diǎn)是在弱光條件也能發(fā)電。但非晶硅太陽(yáng)電池存在的主要問(wèn)題是光電轉(zhuǎn)換效率偏低，國(guó)際先進(jìn)水平為10%左右，且不夠穩(wěn)定，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，其轉(zhuǎn)換效率衰減。多元化合物多元化合物太陽(yáng)電池指不是用單一元素半導(dǎo)體材料制成的太陽(yáng)電池。各國(guó)研究的品種繁多，大多數(shù)尚未工業(yè)化生產(chǎn)，主要有以下幾種：a)硫化鎘太陽(yáng)能電池b)砷化鎵太陽(yáng)能電池c)銅銦硒太陽(yáng)能電池(新型多元帶隙梯度Cu(In,Ga)Se2薄膜太陽(yáng)能電池)Cu(In,Ga)Se2是一種性能優(yōu)良太陽(yáng)光吸收材料，具有梯度能帶間隙（導(dǎo)帶與價(jià)帶之間的能級(jí)差）多元的半導(dǎo)體材料，可以擴(kuò)大太陽(yáng)能吸收光譜范圍，進(jìn)而提高光電轉(zhuǎn)化效率。以它為基礎(chǔ)可以設(shè)計(jì)出光電轉(zhuǎn)換效率比硅薄膜太陽(yáng)能電池明顯提高的薄膜太陽(yáng)能電池?？梢赃_(dá)到的光電轉(zhuǎn)化率為18%，而且，此類(lèi)薄膜太陽(yáng)能電池未發(fā)現(xiàn)有光輻射引致性能衰退效應(yīng)（SWE），其光電轉(zhuǎn)化效率比商用的薄膜太陽(yáng)能電池板提高約50~75%，在薄膜太陽(yáng)能電池中屬于世界的最高水平的光電轉(zhuǎn)化效率。柔性電池太陽(yáng)能電池板柔性薄膜太陽(yáng)能電池是相對(duì)于常規(guī)太陽(yáng)能電池來(lái)區(qū)分的。常規(guī)太陽(yáng)能電池一般是兩層玻璃中間是EVA材料和電池片的結(jié)構(gòu)，這樣的組件重量較重，安裝的時(shí)候需要支架，不易移動(dòng)。柔性薄膜太陽(yáng)能電池不需要采用玻璃背板和蓋板，重量比雙層玻璃的太陽(yáng)能電池片組件輕80%，采用pvc背板和ETFE薄膜蓋板的柔性電池片甚至可以任意彎曲，方便攜帶。安裝的時(shí)候也不需要特殊的支架，可以方便安裝在屋頂，和帳篷頂上使用。缺點(diǎn)是光電的轉(zhuǎn)換效率要比常規(guī)的晶硅組件低。應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域1.用戶太陽(yáng)能電源：（1）小型電源10-100W不等，用于邊遠(yuǎn)無(wú)電地區(qū)如高原、海島、牧區(qū)、邊防哨所等軍民生活用電，如照明、電視、收錄機(jī)等；（2）3-5KW家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)；（3）光伏水泵：解決無(wú)電地區(qū)的深水井飲用、灌溉。2.交通領(lǐng)域：如航標(biāo)燈、交通/鐵路信號(hào)燈、交通警示/標(biāo)志燈、宇翔路燈、高空障礙燈、高速公路/鐵路無(wú)線**亭、無(wú)人值守道班供電等。3.通訊/通信領(lǐng)域：太陽(yáng)能無(wú)人值守微波中繼站、光纜維護(hù)站、廣播/通訊/尋呼電源系統(tǒng)；農(nóng)村載波**光伏系統(tǒng)、小型通信機(jī)、士兵GPS供電等。4.石油、海洋、氣象領(lǐng)域：石油管道和水庫(kù)閘門(mén)陰極保護(hù)太陽(yáng)能電源系統(tǒng)、石油鉆井平臺(tái)生活及應(yīng)急電源、海洋檢測(cè)設(shè)備、氣象/水文觀測(cè)設(shè)備等。5.燈具電源：如庭院燈、路燈、手提燈、野營(yíng)燈、登山燈、垂釣燈、黑光燈、割膠燈、節(jié)能燈等。6.光伏電站：10KW-50MW獨(dú)立光伏電站、風(fēng)光（柴）互補(bǔ)電站、各種大型停車(chē)廠充電站等。7.太陽(yáng)能建筑：將太陽(yáng)能發(fā)電與建筑材料相結(jié)合，使得未來(lái)的大型建筑實(shí)現(xiàn)電力自給，是未來(lái)一大發(fā)展方向。8.其他領(lǐng)域包括：（1）與汽車(chē)配套：太陽(yáng)能汽車(chē)/電動(dòng)車(chē)、電池充電設(shè)備、汽車(chē)空調(diào)、換氣扇、冷......發(fā)電原理發(fā)電效率功率計(jì)算發(fā)電原理功率計(jì)算太陽(yáng)能交流發(fā)電系統(tǒng)是由太陽(yáng)電池板、充電控制器、逆變器和蓄電池共同組成；太陽(yáng)能直流發(fā)電系統(tǒng)則不包括逆變器。為了使太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)能為負(fù)載提供足夠的電源，就要根據(jù)用電器的功率，合理選擇各部件。下面以100W輸出功率，每天使用6個(gè)小時(shí)為例，介紹一下計(jì)算方法：1.首先應(yīng)計(jì)算出每天消耗的瓦時(shí)數(shù)(包括逆變器的損耗)：若逆變器的轉(zhuǎn)換效率為90%，則當(dāng)輸出功率為100W時(shí)，則實(shí)際需要輸出功率應(yīng)為100W/90%=111W；若按每天使用5小時(shí)，則輸出功率為111W*5小時(shí)=555Wh。2.計(jì)算太陽(yáng)能電池板：按每日有效日照時(shí)間為6小時(shí)計(jì)算，再考慮到充電效率和充電過(guò)程中的損耗，太陽(yáng)能電池板的輸出功率應(yīng)為555Wh/6h/70%=130W。其中70%是充電過(guò)程中，太陽(yáng)能電池板的實(shí)際使用功率。發(fā)電效率單晶硅太陽(yáng)能的光電轉(zhuǎn)換效率最高的達(dá)到24%,這是所有種類(lèi)的太陽(yáng)能電池中光電轉(zhuǎn)換效率最高的。但是單晶硅太陽(yáng)能電池的制作成本很大，以至于它還不能被大量廣泛和普遍地使用。多晶硅太陽(yáng)能電池從制作成本上來(lái)講，比單晶硅太陽(yáng)能電池要便宜一些，但是多晶硅太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率則要降低不少，此外，多晶硅太陽(yáng)能電池的使用壽命也要比單晶硅太陽(yáng)能電池短。因此，從性能價(jià)格比來(lái)講，單晶硅太陽(yáng)能電池還略好。研究者發(fā)現(xiàn)有一些化合物半導(dǎo)體材料適于作太陽(yáng)能光電轉(zhuǎn)化薄膜。例如CdS,CdTe；Ⅲ-V化合物半導(dǎo)體：GaAs,AIPInP等；用這些半導(dǎo)體制作的薄膜太陽(yáng)能電池表現(xiàn)出很好光電轉(zhuǎn)化效率。具有梯度能帶間隙多元的半導(dǎo)體材料，可以擴(kuò)大太陽(yáng)能吸收光譜范圍，進(jìn)而提高光電轉(zhuǎn)化效率。使薄膜太陽(yáng)能電池大量實(shí)際的應(yīng)用呈現(xiàn)廣闊的前景。在這些多元的半導(dǎo)體材料中Cu(In,Ga)Se2是一種性能優(yōu)良太陽(yáng)光吸收材料。以它為基礎(chǔ)可以設(shè)計(jì)出光電轉(zhuǎn)換效率比硅明顯地高的薄膜太陽(yáng)能電池,可以達(dá)到的光電轉(zhuǎn)化率為18%.使用壽命使用壽命太陽(yáng)能電池板的使用壽命由電池片，鋼化玻璃，EVA，TPT等的材質(zhì)決定，一般會(huì)用好一點(diǎn)材料的廠家做出來(lái)的電池板使用壽命可以達(dá)到25年，但隨著環(huán)境的影響，太陽(yáng)能電池板的材料會(huì)隨著時(shí)間的變化而老化。一般情況下用到20年功率會(huì)衰減30%，用到25年功率會(huì)衰減70%。制作流程制作流程切片，清洗，制備絨面，周邊刻蝕，去除背面PN+結(jié)，制作上下電極，制作減反射膜，燒結(jié)，測(cè)試分檔等10步。太陽(yáng)能電池具體的制作工藝說(shuō)明（1）切片：采用多線切割，將硅棒切割成正方形的硅片。（2）清洗：用常規(guī)的硅片清洗方法清洗，然后用酸（或堿）溶液將硅片表面切割損傷層除去30－50um。（3）制備絨面：用堿溶液對(duì)硅片進(jìn)行各向異性腐蝕在硅片表面制備絨面。（4）磷擴(kuò)散：采用涂布源（或液態(tài)源，或固態(tài)氮化磷片狀源）進(jìn)行擴(kuò)散，制成PN+結(jié)，結(jié)深一般為0.3－0.5um。（5）周邊刻蝕：擴(kuò)散時(shí)在硅片周邊表面形成的擴(kuò)散層，會(huì)使電池上下電極短路，用掩蔽濕法腐蝕或等離子干法腐蝕去除周邊擴(kuò)散層。（6）去除背面PN+結(jié)。常用濕法腐蝕或磨片法除去背面PN+結(jié)。（7）制作上下電極：用真空蒸鍍、化學(xué)鍍鎳或鋁漿印刷燒結(jié)等工藝。先制作下電極，然后制作......測(cè)試方法測(cè)試方法（1）由于太陽(yáng)能組件的輸出功率取決于太陽(yáng)輻照度和太陽(yáng)能電池溫度等因素，因此太陽(yáng)能電池組件的測(cè)量在標(biāo)準(zhǔn)條件下（STC）進(jìn)行，標(biāo)準(zhǔn)條件定義為：大氣質(zhì)量AM1.5，光照強(qiáng)度1000W/m2，溫度25℃。（2）開(kāi)路電壓：用500W的鹵鎢燈，0～250V的交流變壓器，光強(qiáng)設(shè)定為3.8~4.0萬(wàn)LUX，燈與測(cè)試平臺(tái)的距離大約為15-20CM，直接測(cè)試值為開(kāi)路電壓；（3）在該條件下，太陽(yáng)能電池組件所輸出的最大功率稱為峰值功率，在很多情況下，組件的峰值功率通常用太陽(yáng)能模擬儀測(cè)定。影響太陽(yáng)能電池組件輸出性能的主要因素有以下幾點(diǎn)：1）負(fù)載阻抗2）日照強(qiáng)度3）溫度4）陰影檢測(cè)與維護(hù)檢測(cè)與維護(hù)1、檢查電池板有無(wú)破損，要做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)更換。2、檢查電池板連接線及地線是否接觸良好，有無(wú)脫落現(xiàn)象。3、檢查匯流箱接線處是否有發(fā)熱現(xiàn)象。4、檢查電池板支架有無(wú)松動(dòng)和斷裂現(xiàn)象。5、檢查清理電池板周?chē)趽蹼姵匕宓碾s草。6、檢查電池板表面有無(wú)遮蓋物。7、檢查電池板表面上的鳥(niǎo)糞，必要時(shí)進(jìn)行清理。8、對(duì)電池板的清潔程度進(jìn)行鑒定。9、大風(fēng)天氣應(yīng)對(duì)電池板及支架進(jìn)行重點(diǎn)檢查。10、大雪天應(yīng)對(duì)電池板進(jìn)行及時(shí)清理，避免電池板表面積雪凍冰。11、大雨應(yīng)檢查所有的防水密封是否良好，有......新型開(kāi)發(fā)植物材料新型涂層新型開(kāi)發(fā)新型涂層美國(guó)倫斯勒理工學(xué)院研究人員2008年開(kāi)發(fā)出一種新型涂層，將其覆蓋在太陽(yáng)能電池板上能使后者的陽(yáng)光吸收率提高到96.2%，而普通太陽(yáng)能電池板的陽(yáng)光吸收率僅為70%左右。新涂層主要解決了兩個(gè)技術(shù)難題，一是幫助太陽(yáng)能電池板吸收幾乎全部的太陽(yáng)光譜，二是使太陽(yáng)能電池板吸收來(lái)自更大角度的太陽(yáng)光，從而提高了太陽(yáng)能電池板吸收太陽(yáng)光的效率。普通太陽(yáng)能電池板通常只能吸收部分太陽(yáng)光譜，而且通常只在吸收直射的太陽(yáng)光時(shí)工作效率較高，因此很多太陽(yáng)能裝置都配備自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)，以保證太陽(yáng)能電池板始終與太陽(yáng)保持最有利于吸收能量的角度。植物材料2013年2月18日，日本一個(gè)研究小組卻以木漿為原料，研發(fā)出一種新型太陽(yáng)能電池板，這種“紙糊的”太陽(yáng)能電池環(huán)保、廉價(jià)且超薄可彎曲，將來(lái)可能