太陽能電池發(fā)電原理

太陽能電池發(fā)電原理光合太陽能電池片太陽能電池是一對光有響應并能將光能轉換成電力的器件。能產生光伏效應的材料有很多體為例描述光發(fā)電過程。PNP－N當光線照耀太陽能電池外表時使電子發(fā)生了越遷，成為自由電子在P－N結兩側集聚形成了電位差，當外部接通電路時，子能量轉換成電能的過程。太陽簡介太陽是離地球最近的一顆恒星,也是太陽的中心天體,它的質量占太陽系總質量的99.865照耀,地面的溫度將會很快地降低到接近確定零度持在14℃左右,形成了人類和絕大局部生物生存的條件。除了原子能、地熱和火山爆發(fā)的能量外,地面上大局部能源均直接或間接同太陽有關。6.96×105km(是地球半徑的1091.99×1027t(是地球質量的331/4。太陽外表的有效溫度為5762K,而內部中心區(qū)域的溫度則高達幾千萬度。太陽的能量主要來源于6.57×1011kg6.53×1011kg3.90×1023kW3×105km/s1.77×1014kW到達地球大氣層上邊緣(“上界”),由于穿越大氣層時的衰減,最終約8.5×1013kW到達地球外表,這個數(shù)量相當于全世界發(fā)電量的幾十萬倍。600核反響聚合成氦,它的壽命約為50億年,因此,從這個意義上講,可以說太陽的能量是取之不盡、用之不竭的。太陽的構造和能量傳遞方式簡要說明如下。太陽的質量很大,在太陽自身的重力作用下,太陽物質向核心聚攏,核心中心的密度和溫核反響區(qū)、輻射區(qū)、對流區(qū)和太陽大氣。核反響區(qū)在太陽半徑25%(即0.25R)的區(qū)域內,是太陽的核心,集中了太陽一半以上的質量。此處1500(K)2500(1atm=101325Pa)158g/cm3。這局部產生的能量占太陽產生的總能量的99%,并以對流和輻射方式向外輻射。氫聚合時放出伽瑪射線,這種射線通過較冷區(qū)域時,消耗能量,增加波長,變成X射線或紫外線及可見光。輻射區(qū)0.25～0.8R13萬度,密度下降為0.079g/cm3。在太陽核心產生的能量通過這個區(qū)域由輻射傳輸出去。(3)對流區(qū)0.8～1.0R5000K,密度為10－8g/cm3性質只能靠同觀測相符合的理論計算來確定。(4)太陽大氣大致可以分為光球、色球、日冕等層次,各層次的物理性質有明顯區(qū)分。太陽大氣的最底層稱為光球,太陽的全部光能幾乎全從這個層次發(fā)出。太陽的連續(xù)光譜根本上就是光球的光譜,太陽光譜內的吸取線根本上也是在這一層內形成的。光球的厚度約為500km。色球是太陽大氣的中層,是光球向外的延長,始終可延長到幾千公里的高度日冕,是冕是極端淡薄的氣體殼,可以延長到幾個太陽半徑之遠。嚴格說來,上述太陽大氣的連續(xù)地轉變的?？梢?太陽并不是一個肯定溫度的黑體,而是很多層不同波長放射6000K0.3～3.0μm太陽能利用近展葉綠體，以極其低廉的本錢實現(xiàn)光能發(fā)電。3年多試驗與探究，這塊仿生太陽能電池的光電轉化效率已超過10％，接近11％的世界最高水平。型太陽能電池的“三明治”構造———中空玻璃夾著一層納米“夾心”別出心裁地撒了點“佐料”———一種由納米熒光材料制成的量子點一次次提高。藝。據(jù)估算，染料敏化電池的本錢僅相當于硅電池板的1／10。同時，它對光照條件要求不趣用途。比方，用塑料替代玻璃“夾板”，就能制成可彎曲的柔性電池；將它做成顯示器，就可一邊發(fā)電，一邊發(fā)光，實現(xiàn)能源自給自足。太陽能是一種干凈和可持續(xù)產生的能源燃料，從而減輕空氣污染及全球暖化的問題太陽能利用根本方式可以分為如下4大類。 〔1〕光熱利用 它的根本原來是將太陽輻射能收集起來通過與物質的相互作用轉換成熱能加以利用目前使用最多的太陽能收集裝置主要有平板型集熱器真空管集熱器和聚焦集熱器等3種通常依據(jù)所能到達的溫度和用途的不同而把太陽能光熱利用分為低溫利〔＜200℃〕中溫利〔200～800℃〕和高溫利用〔＞800℃〕。目前低溫利用主要有太陽能熱水器、太陽能枯燥器、太陽能蒸餾器、太陽房、太陽能溫室、太陽能空調制冷系統(tǒng)等，中溫利用主要有太陽灶、太陽能熱發(fā)電聚光集熱裝置等，高溫利用主要有高溫太陽爐等。 〔2〕太陽能發(fā)電 將來太陽能的大規(guī)模利用是用來發(fā)電。利用太陽能發(fā)電的方式有多種。目前已有用的主要有以下兩種。①光—熱—電轉換即利用太陽輻射所產生的熱能發(fā)電一般是用太陽能集熱器將所吸取的熱能轉換為工質的蒸汽，然后由蒸汽驅動氣輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。前一過程為光—熱轉換，后一過程為熱—電轉換。 ②光—電轉換其根本原理是利用光生伏打效應將太陽輻射能直接轉換為電能，它的根本裝置是太陽能電池?！?〕光化利用這是一種利用太陽輻射能直接分解水制氫的光—化學轉換方式?！?〕光生物利用通過植物的光合作用來實現(xiàn)將太陽能轉換成為生物質的過程。目前主要有速生植物〔如薪炭林〕、油料作物和巨型海藻。 中國隱藏著豐富的太陽能資源，太陽能利用前景寬闊。目前，我國太陽能產業(yè)規(guī)模已位居世界第一是全球太陽能熱水器生產量和使用量最大的國家和重要的太陽能光伏電池生產國我國比較成熟太陽能產品有兩項太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)和太陽能熱水系統(tǒng)。中國《可再生能源法》的公布和實施，為太陽能利用產業(yè)的進展供給了政策保障京都議定書的簽定，環(huán)保政策的出臺和對國際的承諾給太陽能利用產業(yè)帶來機遇西部大開發(fā)，為太陽能利用產業(yè)供給巨大的國內市場原油價格的上漲中國能源戰(zhàn)略的調整使得政府加大對可再生能源進展的支持力度，全部這些都為中國太陽能利用產業(yè)的進展帶來極大的機會。 1、管道加熱類常見方案為上下水管道外加裝電伴熱帶上下水管道內加裝超導熱管兩大類。 2、管道排空類：常見方案為電機〔電磁〕排空裝置、全機械排空裝置兩大類 3、自體加熱機械掌握管道排空技術：裝置核心部件設置在內外膽夾層中并與內外膽制造成一體形成整體式保溫構造它具有游離于保溫水箱以外的排空附件不行比較的高保溫性能。 地球 來自地球外部天體的能〔主要是太陽能人類所需能量的絕大局部都直接或間接地來自太陽正是各種植物通過光合作用把太陽能轉變成化學能在植物體內貯存下來煤炭石油自然氣等化石燃料也是由古代埋在地下的動植物經過漫長的地質年月形成的。它們實質上是由古代生物固定下來的太陽能。此外，水能、風能、波浪能海流能等也都是由太陽能轉換來的。 地球本身隱藏的能量通常指與地球內部的熱能有關的能源和與原子核反響有關的能源。 與地球內部的熱能有關的能源，我們稱之為地熱能溫泉和火山爆發(fā)噴出的巖漿就是地熱的表現(xiàn)地球可分為地殼地幔和地核三層，它是一個大熱庫。地殼就是地球外表的一層，一般厚度為幾公里至70公里不等。地殼下面是地幔，它大局部是熔融狀的巖漿，厚度為2900公里?；鹕奖l(fā)一般是這局部巖漿噴出。地球內部為地核，地核中心溫度為2000度?？梢姷厍蛏系牡責豳Y源貯量也很大。 與原子核反響有關的能源正是本書要介紹的核能原子核的構造發(fā)生變化時能釋放出大量的能量，稱為原子核能，簡稱核能，俗稱原子能。它則來自于地殼中儲存的鈾、钚等發(fā)生裂變反響時的核裂變能資源，以及海洋中貯藏的氘氚、鋰等發(fā)生聚變反響時的核聚變能資源。這些物質在發(fā)生原子核反響時釋放出能量目前核能最大的用途是發(fā)電此外還可以用作其它類型的動力源熱源等。 來自星球引力的能量指由于地球與月球太陽等天體相互作用的形成的能源。地球、月亮、太陽之間有規(guī)律的運動，造成相對位置周期性的變化，它們之間的引力隨之變化使海水漲落而形成潮汐能與上述二類能源相比潮汐能的數(shù)量很小。全世界的潮汐能折合成煤約為每年30億噸，而實際可用的只是淺海區(qū)那一局部，每年約可折合為6000萬噸煤。 太陽能利用根本方式可以分為如下4大類。 〔1〕光熱利用它的根本原來是將太陽輻射能收集起來通過與物質的相互作用轉換成熱能加以利用目前使用最多的太陽能收集裝置主要有平板型集熱器真空管集熱器和聚焦集熱器等3種通常依據(jù)所能到達的溫度和用途的不同，而把太陽能光熱利用分為低溫利用〔＜200℃〕、中溫利用〔200～800℃〕和高溫利用〔＞800℃〕。目前低溫利用主要有太陽能熱水器、太陽能枯燥器、太陽能蒸餾器、太陽房、太陽能溫室、太陽能空調制冷系統(tǒng)等，中溫利用主要有太陽灶、太陽能熱發(fā)電聚光集熱裝置等，高溫利用主要有高溫太陽爐等。 〔2〕太陽能發(fā)電 將來太陽能的大規(guī)模利用是用來發(fā)電利用太陽能發(fā)電的方式有多種目前已有用的主要有以下兩種。 ①光—熱—電轉換即利用太陽輻射所產生的熱能發(fā)電一般是用太陽能集熱器將所吸取的熱能轉換為工質的蒸汽，然后由蒸汽驅動氣輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。前一過程為光—熱轉換后一過程為熱—電轉換。 ②光—電轉換其根本原理是利用光生伏打效應將太陽輻射能直接轉換為電能，它的根本裝置是太陽能電池。 〔3〕光化利用 這是一種利用太陽輻射能直接分解水制氫的光—化學轉換方式。 〔4〕光生物利用 通過植物的光合作用來實現(xiàn)將太陽能轉換成為生物質的過程。目前主要有速生植物〔如薪炭林、油料作物和巨型海藻。 太陽能發(fā)電板串聯(lián)或并聯(lián)連接在一起形成矩陣. ) 用來防止反向電流,在發(fā)電板陣中,阻流二極管用來防止電流流向一個或數(shù)個失效或有遮影的發(fā)電板(或一連串的太陽能發(fā)電板)上.在夜間或低電流出的期間,防止電流從蓄電池流向光伏發(fā)電板矩陣.“ 光伏發(fā)電系統(tǒng)除發(fā)電板矩陣以外的局部.例如開關,掌握儀表,電力溫控設備,矩陣的支撐構造,儲電組件等等. 是與光伏發(fā)電板并聯(lián)的二極管.用來在光電板被遮影或出故障時供給另外的電流通路. 太陽能發(fā)電板中最小的組件. 用以測量電流安培量的裝置,安培表. “用來掌握蓄電池充電速度和/或充電狀態(tài)的裝置,連接于光伏發(fā)電板矩陣和蓄電池組之間.它的主要作用是防止蓄電池被光伏發(fā)電板過度充電,同時監(jiān)控光伏發(fā)電矩陣和/或蓄電池的電壓.“指用于建立太陽能電源系統(tǒng)所需的其他裝置. 將溝通電轉換成直流電的裝置.具有三維的重復的原子構造. “兩種電流的形態(tài)之一,常見于使用電池的物件中,如收音機,汽車,手提電腦,手機等等.“ 減小并消退晶格的局限性.供給的自由度,從而可在多維空間中放置其他元素.使它們以前所未有的方式相互作用.這種技術應用多種元素以及復合材料.它們在位置,移動及成分上的不規(guī)章可消退構造的局限性,因而產生的局部規(guī)章環(huán)境.而這些的局部環(huán)境打算了這些材料的物理性質,電子性質以及化學性質.因此使得合成具有潁機理的型材料成為可能. 是一種由光伏發(fā)電板陣向電網供給電力的光伏發(fā)電系統(tǒng).這些系統(tǒng)可由供電公司或個別樓宇來運作.用來將直流電轉換成溝通電的裝置. 1000瓦特,一個燈泡通常使用40至100瓦特的電力. 1,000,000瓦特 光伏電池以串聯(lián)方式連在一起組成發(fā)電板.S.R.奧佛辛斯基(聯(lián)合太陽能公司創(chuàng)始人)及電子的組合命名]-用來描述我們獨有的材料,產品和技術的術語.一種特別的玻璃狀薄膜在微小電壓的作用下從一種非導體轉變成一種半導體的效應..一種發(fā)電板連接方法.這種連接法使電壓保持一樣,1030能到電能的直接轉換.經過特別處理可將太陽能輻射轉換成電力的半導體材料.將整卷的基件連續(xù)地轉變成整卷的產品的工序. 電流不變電壓倍增的連接方式.來自太陽的能量. 用以捕獲來自太陽的光能或熱能的裝置.太陽收集器用于太陽能熱水器系統(tǒng)中(常見于住家),而光伏能收集器則是用于太陽能電力系統(tǒng). 利用來自太陽的熱能發(fā)電的技術或系統(tǒng).太陽能收集器用于太陽能熱水器系統(tǒng)中(常見于住家),而光