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光伏电池的分类和特性

发布时间: 2021-01-20
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光伏电池主要可以分为单晶硅光伏电池、多晶硅光伏电池和非晶硅光伏电池三种类型,不用类型的光电转换效率都是大不相同的,制作成本也有高低之分。在选择的时候要根据自己的需求进行选择。那么接下来我们一起来看看光伏电池的分类和特性。一、光伏电池的分类

1.单晶硅光伏电池

单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右,最高的达到24%,这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的,但制作成本很大,以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装,因此其坚固耐用,使用寿命一般可达15年,最高可达25年。

2.多晶硅光伏电池

多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多,但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少,其光电转换效率约12%左右。从制作成本上来讲,比单晶硅太阳能电池要便宜一些,材料制造简便,节约电耗,总的生产成本较低,因此得到大量发展。此外,多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。从性能价格比来讲,单晶硅太阳能电池还略好。

3.非晶硅光伏电池

非晶硅太阳电池是1976年出现的新型薄膜式太阳电池,它与单晶硅和多晶硅太阳电池的制作方法完全不同,工艺过程大大简化,硅材料消耗很少,电耗更低,它的主要优点是在弱光条件也能发电。但非晶硅太阳电池存在的主要问题是光电转换效率偏低,国际先进水平为10%左右,且不够稳定,随着时间的延长,其转换效率衰减。

4.多元化合物光伏电池

多元化合物太阳电池指不是用单一元素半导体材料制成的太阳电池。各国研究的品种繁多,大多数尚未工业化生产,主要有以下几种:

a)硫化镉太阳能电池

b)砷化镓太阳能电池

c)铜铟硒太阳能电池(新型多元带隙梯度Cu(In,Ga)Se2薄膜太阳能电池。

光伏电池的分类和特性

二、光伏电池的特性

1.电池(pVcell)主要功能是将太阳的光能转换成电能,当前是以硅材料为基地的硅太阳能电池,包括单晶硅、多晶硅、非晶硅、多元化合物电池。在效率和寿命方面单晶硅和多晶硅优于非晶硅,多晶硅比单晶硅转换效率低,但多晶硅价格便宜。晶体磕太阳电池、薄膜太阳电池、硅异质结(HIT)太阳电池等。光伏组件是由多个太阳能电池组合而成,根据实际的功率需求,电压等级由光伏电池串联实现,电流输出由光伏电池并联实现,光伏阵列是根据电站规模的大小有若干个光伏组件构成。

2.电池特性包括光电特性和光化学特性,光化学特性还在萌芽阶段,暂不学习。太阳能电池工作是基于光电效应原理下,如下图所示:A是N型硅,B是p型硅,当材料接触的时候生成一个内部电势,使得电子只能从B区到A区,当太阳光照射到光伏电池板时,光子带有足够的能量使得电子脱离形成空穴或者说是电子空穴对现,此时内部电势会将光子释放的电子送到A区,空穴送到B区,打破了开始的平衡,A区的电子越来越多,当在pN结外部接上回路,就能够形成电流。实际上只是电子在移动,这个也取决于半导体材料的特性,半导体材料禁带较窄,电子只需要较小的能量即可脱离束缚,留下空穴,这样使得周围的电子区填补空穴,形成电流。(注释:来源于物理学,赫兹发现,爱因斯坦正确解释,某些物质在光照的情况下可以生成电子)

3.电池板的pV和IV特性

光伏电池阵列的组成形式一般有并联串联,如下图所示:还有其他比较复杂的连接方式如Sp结构、TCT结构、CTCT连接方式。影响光伏电池阵列的输出特性主要有光照强度和环境温度两个方面,两个因素进而会影响光伏电池阵列的功率输出。

以上即是“光伏电池的分类和特性”的详细内容,如果你还有什么问题的话可以咨询我们。


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