太阳能电池的分类及其性能参数

2019-01-12 15:13 太阳能电池

 

  太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装备。只须被光照到,刹那就可输出电压及电流。正在物理学上称为太阳能光伏(Photovoltaic,photo 光彩,voltaics 电力,缩写为PV),简称光伏。以光电效应办事的薄膜式太阳能电池为主流,而以光化学效应办事的湿式太阳能电池则还处于萌芽阶段。

  太阳能电池按照所用质料的差别,太阳能电池还可分为:晶硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、会合物多层点缀电极型太阳能电池等。

  晶硅太阳能电池分为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池三种。

  (1)单晶硅太阳能电池 目前单晶硅太阳能电池的光电转换作用为19%独揽,最高的抵达24%,这是目前一共品种的太阳能电池中光电转换作用最高的技艺也最为成熟但筑酿本钱很大,致使于它还不行被巨额平凡和普通地应用。因为单晶硅寻常采用钢化玻璃以及防水树脂举行封装,是以其安稳耐用,应用寿命寻常可达15年,最高可达25年。单晶硅太阳能电池的构造和临盆工艺已定型,产物已平凡用于空间和地面。这种太阳能电池以高纯的单晶硅棒为原料。

  (2)多晶硅太阳能电池板 多晶硅太阳电池的筑造工艺与单晶硅太阳电池差不多,不过多晶硅太阳能电池的光电转换作用则要消重不少,其光电转换作用约17%独揽。从筑酿本钱上来讲,比单晶硅太阳能电池要省钱少许,质料筑筑轻易,节流电耗,总的临盆本钱较低,是以获得巨额兴盛。别的,多晶硅太阳能电池的应用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。 多晶硅太阳能电池的临盆需求破费巨额的高纯硅质料,而筑筑这些质料工艺杂乱,电耗很大,正在太阳能电池临盆总本钱中己超二分之一。

  (3)非晶体薄膜太阳能电池 非晶硅薄膜太阳能电池与单晶硅和多晶硅太阳电池的筑造要领所有差别,工艺流程大大简化,硅质料破费很少,电耗更低,本钱低重量轻,转换作用较高,便于大界限临盆,它的重要甜头是正在弱光前提也能发电,有极大的潜力。但非晶硅太阳电池存正在的重要题目是光电转换作用偏低,目前国际先辈秤谌为10%独揽,且不敷安宁,跟着期间的延伸,其转换作用衰减,直接影响了它的本质运用。倘使能进一步处理安宁性题目及普及转换率题目,那么,非晶硅大阳能电池无疑是太阳能电池的重要兴盛产物之一。

  多元化合物薄膜太阳能电池质料为无机盐,其重要蕴涵砷化镓III-V族化合物、硫化镉、硫化镉及铜锢硒薄膜电池等。硫化镉、碲化镉多晶薄膜电池的作用较非晶硅薄膜太阳能电池作用高,本钱较单晶硅电池低,而且也易于大界限临盆,但因为镉有剧毒,会对情况酿成要紧的污染,是以,并不是晶体硅太阳能电池最理思的代替产物。砷化镓(GaAs)III-V化合物电池的转换作用可达28%,GaAs化合物质料拥有很是理思的光学带隙以及较高的汲取作用,抗辐照本事强,对热不敏锐,适合于筑筑高效单结电池。不过GaAs质料的价值不菲,所以正在很大水平上范围了用GaAs电池的普及。

  CIS 铜铟硒薄膜电池(简称CIS)适合光电转换,不存正在光致没落题目,转换作用和多晶硅相通。拥有价值低廉、功能杰出和工艺方便等甜头,将成为从此兴盛太阳能电池的一个主要偏向。独一的题目是质料的根源,因为铟和硒都是斗劲少有的元素,是以,这类电池的兴盛又必定受到范围。

  正在太阳能电池中以会合物庖代无机质料是方才首先的一个太阳能电池造爸的考虑偏向。其道理是欺骗差别氧化还原型会合物的差别氧化还原电势,正在导电质料(电极)皮相举行多层复合,造成犹如无机P-N结的单诱导电装备。此中一个电极的内层由还原电位较低的会合物点缀,表层会合物的还原电位较高,电子改变偏向只可由内层向表层改变;另一个电极的点缀正好相反,而且第一个电极上两种会合物的还原电位均高于后者的两种会合物的还原电位。当两个点缀电极放入含有光敏化剂的电解波中时.光敏化剂吸光后形成的电子改变到还原电位较低的电极上,还原电位较低电极上堆集的电子不行向表层会合物改变,只可通过表电途通过还原电位较高的电极回到电解液,是以表电途中有光电流形成。

  因为有机质料柔性好,筑造容易,质料根源平凡,本钱底等上风,从而对大界限欺骗太阳能,供给低价电能拥有主要事理。但以有机质料造备太阳能电池的考虑仅仅刚首先,不管是应用寿命,仍旧电池作用都不行和无机质料希奇是硅电池比拟。能否兴盛成为拥有实有事理的产物,尚有待于进一步考虑研究

  开途电压UOC:即将太阳能电池置于AM1.5光谱前提、100 mW/cm2的光源强度照耀下,正在两头开途时,太阳能电池的输出电压值。

  短途电流ISC:即是将太阳能电池置于AM1.5光谱前提、100 mW/cm2的光源强度照耀下,达人彩票。正在输出端短途时,流过太阳能电池两头的电流值。

  太阳能电池的办事电压和电流是随负载电阻而变更的,将差别阻值所对应的办事电压和电流值做成弧线就获得太阳能电池的伏安特质弧线。倘使挑选的负载电阻值能使输出电压和电流的乘积最大,即可得回最大输出功率,用符号Pm呈现。此时的办事电压和办事电流称为最佳办事电压和最佳办事电流,分辩用符号Um和Im呈现。

  太阳能电池的另一个主要参数是填充因子FF(fill factor),它是最大输出功率与开途电压和短途电流乘积之比。FF: 是权衡太阳能电池输出特质的主要目标, 是代表太阳能电池正在带最佳负载时, 能输出的最大功率的特质,其值越大呈现太阳能电池的输出功率越大。FF 的值永远幼于1。串、并联电阻对填充因子有较大影响。串联电阻越大,短途电流降低越多,填充因子也随之裁减的越多;并联电阻越幼,其分电流就越大,导致开途电压就降低的越多,填充因子随之也降低的越多。

  太阳能电池的转换作用指正在表部回途上衔尾最佳负载电阻时的最大能量转换作用,等于太阳能电池的输出功率与入射到太阳能电池皮相的能量之比。太阳能电池的光电转换作用是权衡电池质料和技艺秤谌的主要参数,它与电池的机闭、结特质、质料本质、办事温度、放射性粒子辐射毁伤和情况变更等相闭。