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太阳能光伏材料的研究进展

太阳能光伏材料的研究进展
太阳能光伏材料的研究进展

第1卷第1期甘肃有色冶金职业技术学院学报VOL.1 NO.1 2013年9月Journal of Gansu Vocational &Technical of Nonferrous Metallurgy Sep. 2013 文章编号(黑体加粗):G01-0006(2013) 01―0304―03(编号用Times New Roman)

太阳能光伏材料的研究进展

(1.甘肃有色冶金职业技术学院甘肃金昌 737100;2.西北师范大学化学化工学院,生态环境相关高分子材料教育部重点

实验室,甘肃省高分子材料重点实验室甘肃兰州 730070)

摘要:近年来,不同体系及不同结构的太阳能电池材料的研究都取得了很好的效果。本文简要概述了三代太阳能电池的发展,综述了有机和无机两大类光伏发电材料的发展情况,并对前沿材料(如:石墨烯)的发展趋势进行了展望。

关键词:太阳能电池;无机太阳能光伏材料;有机太阳能光伏材料;研究进展

中图分类号:O6-1文献标识码:A

The Research Progress of Photovoltaie Materials for Solar Cells

(1. Gansu Vocational & Technical College of Nonferrous Metallurgy, Jinchang 737100, Gansu, china;2. Key

Laboratory of Eco-Environment-Related Polymer Materials of Ministry of Education, Key Laboratory of Polymer

Materials of Gansu Province, College of Chemistry and Chemical Engineering, Northwest Normal University,

Lanzhou 730070, Gansu, china)

Abstract: In recent years, different systems and structures of the solar cell materials research have achieved good results. In this paper, the development of three generations of solar cell was reviewed in a short summary, and two categories including organic and inorganic photovoltaic materials were reviewed. In addition, we presented the developing trends of frontier materials (such as graphene) for solar cell.

Key words: Solar cells; Inorganic solar photovoltaic materials; Organic solar photovoltaic materials; Research progress

1.引言

太阳能光伏发电是根据光生伏特效应原理,利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。众所周知,影响太阳能电池性能的关键因素是电池材料。制作太阳能电池的材料需满足如下要求:①半导体材料的禁带不能太宽,一般地,禁带宽度应在1.1eV-1.7eV之间,以1.5eV附近为佳;②要有较高的光电转换效率;

③材料本身对环境无污染;④便于工业化生产且性能稳定。

几十年来,随着新材料、新工艺的不断涌现,太阳能电池组件的光电转换效率、使用寿命均在不断提高。在此过程中,太阳能电池材料的发展主要经历了三代。第一代太阳能光伏电池材料主要是晶体硅材料。我国硅太阳能光伏材料发展几乎与世界光伏材料发展同时起步,在很多方面达到世界领先水平,但目前存在硅材料紧缺和成本昂贵的问题。这两个问题的解决,需要寻求新的硅材料生产工艺,降低硅电池的价格,并且要积极研究新的太阳能电池材料。第二代太阳能电池的核心是一种可粘接的薄膜。这种薄膜具有可大批量、低成本地生产、能更好地利用太阳能等优势。许多科学家正寻找全新的途径研制新的太阳能电池,他们设想在单晶硅中掺入一些杂质,有意形成晶体内的缺陷,利用这些缺陷产生额外的光电势能。这就是人们常说的第三代太阳能电池。此类太阳能电池的材料和生产工艺虽然正处于科学研究阶段,但不久的将来它一定会有广阔的应用前景。

2.常见太阳能光伏发电材料

收稿日期:

2 甘肃有色冶金职业技术学院学报第1卷2.1 无机太阳能光伏发电材料

2.1.1 硅材料

制作太阳能电池主要以半导体材料为基础,其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生光电转换反应。硅是一种重要的半导体材料,硅基太阳电池由于技术成熟、光电转化效率相对较高(理论转化效率可达30%[1])、环境污染小等特点,是一类常用的太阳能电池材料。

自硅太阳能电池问世以来,先后有诸多研究者从事对单晶硅太阳能电池材料的研究。Huang等[2]以结构规整的单晶硅纳米线和聚(3-己基噻吩):[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯为原料,在玻璃基底上制作出混合太阳能电池,经性能测试后发现,该混合有机光伏电池中单晶硅纳米线的电流密度由7.17mA/cm2提高到11.61mA/cm2。印度物理研究所提出一种内部光陷作用的高效硅太阳电池模型可将转换效率提高到28.6%[3]。虽然以单晶硅为原料的太阳能电池转化效率较高,但单晶硅要求的纯度较高,致使其制备工艺复杂,对设备要求较高,不利于大面积投产使用。为了弥补此类太阳能电池的不足,多晶硅太阳能电池得以迅速发展,尤其是多晶硅薄膜太阳能电池被认为是单晶硅电池最好的替代品,原因是成熟的薄膜制备技术明显地降低了多晶硅的成本。邵等[4]以α-SiC:H层为发射器层,制作出的多晶硅太阳能电池高开路电压为1.31V,转换效率达17.363%,填充因子为0.884。由于多晶硅晶界和晶粒取向的影响,导致其寿命比单晶硅太阳能电池低很多,并且转换效率不高。较多晶硅太阳电池而言,非晶硅太阳能电池的转换效率有所提高,电池面积明显增大。近几年,非晶硅基合金作为一种新型的电子材料在国际上的研究发展迅速,已形成一个新技术产业部门。

2.1.2 无机化合物太阳能电池材料

化合物半导体(例如:GaAs,CdTe,Cu2ZnSnS4等)用作太阳能电池材料受到科学界和商业界的高度重视。Liang等[5]将金属平面与GaAs纳米层结合在一起制成纳米结构的太阳能电池,该电池不仅保持了良好光学性质的纳米结构,并且尽量减少了影响光电性能的负面因素。与此同时,获得了光的良好吸收,载流子的高效收集,使得电池的能量转换效率为17%,高开路电压为0.982 V。此外,以Cu、Zn、Sn、In、Se等元素化合物为材料的太阳能电池因其资源丰富、制作成本低而广为研究。Guo等[6]利用简单的化学方法在液相中首次合成Cu2ZnSnS4纳米晶,在AM1.5G照射下,Cu2ZnSnS4纳米晶太阳能电池的转换效率为0.74%。然而,这些太阳能电池所用的材料中大多有毒,且有的是稀有元素,所以其发展已受到很大限制。因此,开发无毒廉价的化合物半导体材料显得尤为重要。

纳米TiO2半导体用作太阳能电池材料的原理与硅半导体相同。自1991年O′Regan 和Gratzel报道了一种新型的、基于纳米TiO2的太阳能电池之后,以TiO2为电极材料的太阳能电池受到了科学家的广泛关注。起初的研究以塑料为基底,但塑料基底对热不稳定,当温度太低(<150℃)时,TiO2与塑料的粘结效果较差,不利于TiO2光学性能的提高。因此,研究人员尝试用其他物质(如Ti,Zn,W,不锈钢)作基底[7]。此外,TiO2与其它物质复合作太阳能电池材料时,价格低于基于硅和化合物半导体太阳能电池。

ZnO是一种宽带隙半导体,它虽与二氧化钛具有类似的能带结构和物理性质,但具有较高的电子迁移率,这将有利于电子传输,在太阳能电池的使用过程中,降低复合损失。研究人员在缺少氧分子的ZnCl2溶液中采用电沉积法制得了ZnO纳米纤维束,并将其应用于太阳能电池。测试结果表明,该电池有效光吸收范围为370-700 nm。此项工作不但为染料敏化太阳能电池的研究提供了新思路,而且为通过表面处理控制重组纳米结构太阳能电池的发展创造了可能性[8]。另外,最近的研究表明:由纳米晶形成的具有较大比表面积的微米材料能提高光敏化电池的性能,原因是此类材料具有可提供较高染料载荷和光散射的双重功能。目前,ZnO的这种双重功能已被应用到太阳能电池中[9]。

SnS是一种新型太阳能电池材料。它的能带间隙接近1.3eV,具有光吸收系数高,能进行不同结构器件的设计(例如:p型SnS和n型SnS层状异质结器件、纯SnS同质结器件、p–i–n器件等)。Steichen等[10]在双氰胺离子液体中利用电沉积法直接合成了单相p型SnS,光电化学测试表明,该SnS的间接光学带隙为1.17eV,光能超过1.4eV时,光吸收率高达104cm–1。目前,SnS作为太阳能电池材料的研究虽不多,但因其资源丰富、能大规模生产等特点,必将成为今后研究的热点。

第1期 ,等:太阳能光伏材料的研究进展 3

2.2 常见有机太阳能光伏发电材料

有机太阳能电池材料主要是一些具有大共轭结构的有机小分子化合物、有机染料分子、富勒烯及其衍生物等。这类材料的主要优势是制备和表征比较简单,可根据需要进行设计和改变官能团,材料重量轻、制造成本低、加工性能好。

2.2.1 酞菁染料

最早的有机太阳能电池为肖特基电池,即在真空条件下把有机半导体染料如酞菁等蒸镀在基板上形成夹心式结构。这类电池对研究光电转换机理很有帮助,但蒸镀薄膜的加工工艺比较复杂,有时候薄膜容易脱落。为了解决这类问题,研究者设计出金属酞菁染料(MPc),其分子结构如图1所示,其中M 代表金属,一般为Cu [11]、Zn [12]等。MPc 是平面型分子,包含4个异吲哚(isoindole)单元和18个离域电子。一般地,MPc 材料在700nm 附近有很强的吸收,与太阳光谱的最大峰位匹配,而且具有p-型半导体性质,表现出丰富的氧化还原特性,热稳定性好,因此比较适合作太阳能电池中的给体。 M N N N

N

N

N N

图1 金属酞菁染料(MPc)的结构式.

2.2.2 C 60及其衍生物

C 60(即富勒烯)是由60个碳原子组成的球状分子。一个C 60分子,利用电化学方法,最多可以被6个电子还原[13]。基于C 60的太阳能电池中电子扩散长度较长(80~140?),有利于电荷传输和收集,从而可提高电荷引出效率[14]。2003年,西班牙和奥地利利兹大学的研究人员利用激光诱导亚皮秒瞬态吸收谱研究了C 60-酞菁锌(C60-ZnTBPc)二元体系,发现在薄膜状态下,由于分子间的相互堆积作用,使得光诱导电荷分离态的寿命比溶液中的寿命要长,达到0.2ms ,并且该分子在太阳光谱的最大发射波长700nm 处有最大吸收。将C 60-ZnTBPc 直接在溶液中涂膜后制成器件,在80mW/cm 2模拟太阳光条件下测得光电转换效率为0.02%[15]。需要注意的是,C 60及其衍生物在可见-近红外区的光吸收很小,以它们为受体材料设计器件时,应选取材料吸收性能较强的给体材料,或以其他方法提高对太阳光的吸收。

2.2.3 石墨烯类材料

近年来,石墨烯以其独特的结构和优异的材料性能而广泛应用于物理、化学及材料学等领域。其中被寄予厚望的应用之一是高光电转换效率的新一代太阳能电池。石墨烯仅有一个sp 2碳原子的厚度,超高的载流子迁移率使它可以极大地降低透过率与导电性之间此消彼长关系的影响,因此有望替代目前的商业标准氧化铟锡。此外,石墨烯平整的二维结构也被认为是制作薄膜的理想结构。但是,结构完整的石墨烯是由苯六元环组合而成的二维晶体,化学稳定性高,表面呈惰性状态,与其他介质的相互作用较弱,并且石墨烯片与片之间有较强的范德华力,容易产生团聚,使其难溶于水及常用的有机溶剂,这给石墨烯的进一步研究和应用造成了极大的困难。为了克服这一困难并充分发挥其优良特性,必须对石墨烯进行有效的功能化。功能化后的石墨烯作为电池材料,能使电池的性能明显提高。Chen 等[16]研究了强吸光基团卟啉对石墨烯的共价键功能化。研究结果表明,石墨烯与卟啉之间发生了明显的电子及能量转移,该杂化材料具有优良的非线性光学性质。同时,化学掺杂可以大大降低石墨烯面电阻。Miao 等[17]将双(三氟甲磺酰基)胺掺入石墨烯层中,在AM1.5时,复合物的转化效率从未掺杂时的4.5%提高到8.6%。

除了对石墨烯进行功能化、掺杂等方法提高其光电性能外,石墨烯本身结构的改性也正在研究中。密歇根理工大学的科学家用新方法合成了一种独特的石墨烯材料,呈蜂巢状的三维结构(见图2)。

4 甘肃有色冶金职业技术学院学报第1卷

图2 蜂巢状三维(3D)石墨烯.

这种名为―三维(3D)石墨烯‖的新型廉价材料,具有优良的导电性、较高的催化活性等特点,可替代太阳能电池中的铂金属,同时基本不会降低电池效率[18]。目前,三维(3D)石墨烯的应用研究还在继续,我们期待这个新型三维材料能在电催化剂、传感器、纳米电子学、太阳能电池等诸多领域发挥巨大的应用价值。

4. 结语

太阳能电池材料研究对太阳能光伏发电技术的发展起着决定性作用。每一新材料的出现,都给太阳电池及太阳能光电利用带来一次变革。随着新材料、新工艺的不断出现,太阳能电池的效率及稳定性等将会进一步提高。今后太阳能电池材料的研究将主要朝以下方向发展:(1) 设法提高转换效率,延长使用寿命;

(2)简化制备工艺,降低对设备的要求;(3) 降低成本、寻找原料来源丰富或者是电池制备过程中用量少的新型材料;(4) 结合有机和无机材料的不同优点,形成有机/无机杂化器件。

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太阳能电池材料的发展及应用

太阳能电池材料的发展及应用 材料研1203 Z石南起新材料(或称先进材料)是指那些新近发展或正在发展之中的具有比传统材料的性能更为优异的一类材料。新材料是指新近发展的或正在研发的、性能超群的一些材料,具有比传统材料更为优异的性能。新材料技术则是按照人的意志,通过物理研究、材料设计、材料加工、试验评价等一系列研究过程,创造出能满足各种需要的新型材料的技术。 随着科学技术发展,人们在传统材料的基础上,根据现代科技的研究成果,开发出新材料。新材料按组分为金属材料、无机非金属材料(如陶瓷、砷化镓半导体等)、有机高分子材料、先进复合材料四大类。按材料性能分为结构材料和功能材料。21世纪科技发展的主要方向之一是新材料的研制和应用。新材料的研究,是人类对物质性质认识和应用向更深层次的进军。 功能材料是指那些具有优良的电学、磁学、光学、热学、声学、力学、化学、生物医学功能,特殊的物理、化学、生物学效应,能完成功能相互转化,主要用来制造各种功能元器件而被广泛应用于各类高科技领域的高新技术材料。 功能材料是新材料领域的核心,是国民经济、社会发展及国防建设的基础和先导。它涉及信息技术、生物工程技术、能源技术、纳米技术、环保技术、空间技术、计算机技术、海洋工程技术等现代高新技术及其产业。功能材料不仅对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用,还对我国相关传统产业的改造和升级,实现跨越式发展起着重要的促进作用。 功能材料种类繁多,用途广泛,正在形成一个规模宏大的高技术产业群,有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。世界各国均十分重视功能材料的研发与应用,它已成为世界各国新材料研究发展的热点和重点,也是世界各国高技术发展中战略竞争的热点。在全球新材料研究领域中,功能材料约占85%。我国高技术 (863)计划、国家重大基础研究[973]计划、国家自然科学基金项目中均安排了许多功能材料技术项目(约占新材料领域70%比例),并取得了大量研究成果。

小型光伏发电系统

名称:小型光伏发电系统 简介:太阳能发电系统是利用太阳能电池直接将太阳能转换成电能的发电系统。它的主要部件是太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器。其特点是可靠性高、使用寿命长、不污染环境、能独立发电又能并网运行,受到各国企业组织的青睐,具有广阔的发展前景。家用太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池(组)组成。如输出电源为交流220V或110V,还需要配置逆变器。晶华威能源提供各种功率太阳能光伏发电系统的设计,施工,维护。充分满足客户不同的需求。 系统示意图 其他介绍 设置原理 家用太阳能发电系统的设计需要考虑的因素:1、家用太阳能发电在哪里使用?该地日光辐射情况如何?2、系统的负载功率多大?3、系统的输出电压是多少,直流还是交流?4、系统每天需要工作多少小时?5、如遇到没有日光照射的阴雨天气,系统需连续供电多少天?6、负载的情况,纯电阻性、电容性还是电感性,启动电流多大?7、系统需求的数量? 系统分类

家用太阳能发电系统分为离网发电系统与并网发电系统: 1、离网发电系统主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成。若要为交流负载供电,还需要配置交流逆变器。 2、并网发电系统就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网。并网发电系统有集中式大型并网电站,一般都是国家级电站,主要特点是将所发电能直接输送到电网,由电网统一调配向用户供电。但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大,发展推广难度较大。而分散式小型并网发电系统,特别是光伏建筑一体化发电系统,由于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点,是并网发电的主流。 系统优劣 优点 1、太阳能取之不尽,用之不竭,地球表面接受的太阳辐射能,能够满足全球能源需求的1万倍。只要在全球4%沙漠上安装太阳能光伏系统,所发电力就可以满足全球的需要。太阳能发电安全可靠,不会遭受能源危机或燃料市场不稳定的冲击; 2、太阳能随处可处,可就近供电,不必长距离输送,避免了长距离输电线路的损失; 3、太阳能不用燃料,运行成本很低; 4、太阳能发电没有运动部件,不易损坏,维护简单,特别适合于无人值守情况下使用; 5、太阳能发电不会产生任何废弃物,没有污染、噪声等公害,对环境无不良影响,是理想的清洁能源; 6、太阳能发电系统建设周期短,方便灵活,而且可以根据负荷的增减,任意添加或减少太阳能方阵容量,避免浪费。 应用领域 一、用户太阳能电源:(1)小型电源10-100W不等,用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电,如照明、电视、收录机等;(2)3-5KW 家庭屋顶并网发电系统;(3)光伏水泵:解决无电地区的深水井饮用、灌溉。二、交通领域如航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、宇翔路灯、高空障碍灯、高速公路/铁路无线电话亭、无人值守道班供电等。 三、通讯/通信领域:太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统;农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵GPS供电等。 四、石油、海洋、气象领域:石油管道和水库闸门阴极保护太阳能电源系统、石油钻井平台生活及应急电源、海洋检测设备、气象/水文观测设备等。

太阳能光伏发电系统毕业设计

(BIPV)光伏发电示范项目系统设计建议书 示范项目名称:XXXXXXXXX示范项目 二〇一〇年十月

目录 第1章项目概况 (1) 1.1 项目地理情况 (1) 1.1.1 地理位置 (1) 1.1.2 供电要求 (1) 1.2 项目建筑类型(BIPV) (2) 第2章一般光伏发电系统的价格构成 .................................................... 错误!未定义书签。第3章光伏并网发电系统设计原则与原理 (2) 3.1 总体设计原则 (3) 3.1.1 视觉美观性 (3) 3.1.2 太阳辐射量 (3) 3.1.3 电缆长度 (4) 3.2 方案设计原理 (4) 第4章光伏系统监控设计 (6) 第5章效益分析 (7) 5.1 发电量计算与节能减排量分析 (8) 5.2 资金投入与效益分析 (10) 第6章某太阳能电源技术有限公司 ........................................................ 错误!未定义书签。 6.1 雄厚的集团背景................................................................................................................................ 错误!未定义书签。 6.2 超强的项目管理能力....................................................................................................................... 错误!未定义书签。 6.3 卓越的设计团队................................................................................................................................ 错误!未定义书签。 6.4 “一揽子交钥匙服务”................................................................................................................... 错误!未定义书签。 6.5 增值服务 ............................................................................................................................................. 错误!未定义书签。第7章在节能方面为万达服务过的项目 .. (20) 第8章附录《政策分析》 (21)

太阳能光伏电池标准_IEC_61427-2005(中文版)

国际标准IEC61427 第2版 2005.5 光伏太阳能系统(PVES) 储能二次电池和电池组 ―――一般要求和试验方法

目录前言 1.适用范围 2.标准性参考文献 3.术语和定义 4.使用条件 4.1光伏能源系统 4.2二次电池和电池组 4.3通用运行条件 5.一般要求 5.1机械耐受性 5.2充电效率 5.3深放电保护 5.4标记 5.5安全 5.6文件 6.功能特性 7.通用试验条件 7.1测量仪表精度 7.2测试样品的准备和维护 8.试验方法 8.1容量实验 8.2循环耐久试验 8.3荷电保持试验 8.4光伏用途循环耐久试验(极端条件)9.试验的推荐采用 9.1型式试验 9.2验收试验

前言 1)国际电工技术委员会(International Electrotechnical Commission――IEC)是一个全球性的、包括所有国家的电工技术委员会(IEC国家委员会)的标准化组织。 IEC的目的是推进所有电气和电子领域有关标准化方面的国际合作。为此目的,除了其它的活动之外,IEC出版国际标准、技术规范、技术报告、公开可获得的规范和指导(下称IEC出版物)。出版物的准备都是委托各技术委员会进行;任何IEC 国家委员会对于所涉及的出版物感兴趣都可以参加准备工作。在出版物的准备过程中,与IEC有联系的国际的、政府的和非政府组织也可以参加。IEC与国际标准化组织(International Organization for Standardization---ISO)按照两个组织一致同意的条件密切合作。 2)IEC对于技术问题所作出的结论和决议都尽可能地代表了相关问题国际上的一致意见,因为每一个技术委员会都有来自所有感兴趣的IEC国家委员会的代表。 3)IEC出版物的形式为国际上推荐采用,而且在这个意义上也已被IEC各国家委员会所接受。尽管已经尽力做到IEC出版物的技术内容准确无误,但IEC不能对其使用的方式或最终用户的误解负责。 4)为了促进国际上的一致性,所有IEC国家委员会都承诺在其国家的或地区的出版物中尽最大可能的明确使用IEC出版物。IEC出版物和国家的或地区的出版物之间的任何差异都需要在后者的出版物中予以明确标明。 5)IEC不提供其认可的程序,也不对任何声称符合IEC出版物的设备负责。 6)所有用户都应确保他们所持有的是最新版本。 7)对于由于使用或信任本出版物或其它IEC出版物所导致的任何人身伤害、财产损失或其它任何性质的损害――不论是直接的还是间接地――或者其它的费用(包括法律费用)和开销,都与IEC或其经理、雇员、服务人员或代理――包括个体的专家和技术委员会以及IEC国家委员会的委员无关。 8)注意该出版物引用的参见标准。对于正确使用本出版物,使用这些参见出版物是必须的。 9)注意本出版物的某些内容可能是专利权的标的。IEC没有责任标明任何或所有这些专利权。 IEC61427标准由IEC21技术委员会――二次电池和电池组――准备。 该第2版取代了1999年公布的第一版。该版本包括了一些技术方面的修改。 第二版在该文件第一版本的基础上重新组织,在使用条件、一般要求、功能特性、通用试验条件、试验方法以及试验的推荐采用等方面更加清晰,目的是让最终用户更容易理解。试验方法在两种不同的技术――铅酸和镍镉――方面都给予了详细清楚地解释。 该标准的内容以下述文件为基础: 关于该标准的批准投票详细情况可以在上表中示出的投票报告中去查找。 该出版物的起草根据ISO/IEC Directive Part2进行。

2021年太阳能光伏发电系统基本组成

太阳能光伏发电系统基本组成 欧阳光明(2021.03.07) 太阳能发电分为光热发电和光伏发电。通常说的太阳能发电指的是太阳能光伏发电,简称“光电”。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。 理论上讲,光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合,上至航天器,下至家用电源,大到兆瓦级电站,小到玩具,光伏电源无处不在。太阳能光伏发电的最基本元件是太阳能电池(片),有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。其中,单晶和多晶电池用量最大,非晶电池用于一些小系统和计算器辅助电源等。中国国产晶体硅电池效率在10至13%左右,国际上同类产品效率约12至14%。由一个或多个太阳能电池片组成的太阳能电池板称为光伏组件。 太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池(组)组成。如输出电源为交流220V或110V,还需要配置逆变器。各部分的作用为:(一)太阳能电池板:太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分,也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳

的辐射能力转换为电能,或送往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。 (二)太阳能控制器:太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态,并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方,合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项。 (三)蓄电池:一般为铅酸电池,小微型系统中,也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来,到需要的时候再释放出来。 (四)逆变器:在很多场合,都需要提供220V AC、110V AC 的交流电源。由于太阳能的直接输出一般都是12V DC、24V DC、48V DC。为能向220V AC的电器提供电能,需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能,因此需要使用DC-AC逆变器。在某些场合,需要使用多种电压的负载时,也要用到DC-DC 逆变器,如将24V DC的电能转换成5V DC的电能(注意,不是简单的降压)。

太阳能光伏发电材料的发展现状概要

第26卷第5期2008年10月 可再生能源 RenewableEnergyResources Vol.26No.5Oct.2008 太阳能光伏发电材料的发展现状 殷志刚 (辽宁太阳能研究应用有限公司,辽宁沈阳 摘 110034) 要:对太阳能光伏材料的研究进展做了简要综述。介绍了硅太阳能电池材料、铜铟硒(CIS)薄膜太阳能电 池材料的研究现状及其存在的问题;还介绍了与纳米技术相结合的纳米晶太阳能电池材料以及在现有基础上的进一步技术创新。 关键词:晶体硅;铜铟硒薄膜;纳米晶太阳能电池中图分类号:TN304;TM914 文献标志码:A 文章编号:1671-5292(2008)05-0017-04 ResearchstatusofsolarPVgeneratepowermaterials YINZhi-gang (LiaoningSolarEnergyR&DCO.LTD,Shenyang110034,China) Abstract:Inthispaper,wesummarizedtheresearchprogressandtheproblemsofsolarPVsili-conmaterialsatpresent.TheresearchprogressofCISthinfilmmaterialandnanocrystallinesola rcellmaterialswereintroducedrespectively.Thelatestinnovationsoftheoriginaltechnologies werealsoelaboratedinashortsummary. Keywords:crystalsilicon;CuInSe2film;nanocrystalsolarcell0 引言 家认为,到2010年太阳能光伏发电成本将降低到可与常规能源竞争的程度。 制作太阳电池的材料要满足如下要求:①半导体材料的禁带不能太宽;②要有较高的光电转换效率;③材料本身对环境不造成污染;④便于工业化生产且性能稳定。符合以上条件的太阳能光伏材料被不断地开发和应用。 1839年,法国科学家贝克雷尔发现,光照能 使半导体材料的不同部位之间产生电位差,这种现象后来被称为“光生伏打效应”。1954年,美国科学家恰宾和皮尔松在贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳能电池,从此太阳能转换为电能的实用光伏发电技术诞生[1]。如今太阳能电池的种类不断增加,应用范围日益广阔,市场规模逐步扩大,太阳能电池的研究在欧洲,美洲,亚洲大规模展开。近几年,全世界太阳能电池的生产量平均每年

太阳能电池的工作原理、工作效率、制造太阳能的材料及大致构造

引言太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源.也是清洁能源,不产生任何的环境污染。在太阳能的有效利用当中;大阳能光电利用是近些年来发展最快,最具活力的研究领域,是其中最受瞩目的项目之一。为此,人们研制和开发了太阳能电池。制作太阳能电池主要是以半导体材料为基础,其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生光电于转换反应,根据所用材料的不同,太阳能电池可分为:1、硅太阳能电池;2、以无机盐如砷化镓III-V化合物、硫化镉、铜铟硒等多元化合物为材料的电池;3、功能高分子材料制备的大阳能电池;4、纳米晶太阳能电池等。不论以何种材料来制作电池,对太阳能电池材料一般的要求有:1、半导体材料的禁带不能太宽;②要有较高的光电转换效率:3、材料本身对环境不造成污染;4、材料便于工业化生产且材料性能稳定。基于以上几个方面考虑,硅是最理想的太阳能电池材料,这也是太阳能电池以硅材料为主的主要原因。但随着新材料的不断开发和相关技术的发展,以其它村料为基础的太阳能电池也愈来愈显示出诱人的前景。本文简要地综述了太阳能电池的种类及其研究现状,并讨论了太阳能电池的发展及趋势。 1 硅系太阳能电池 1.1 单晶硅太阳能电池硅系列太阳能电池中,单晶硅大阳能电池转换效率最高,技术也最为成熟。高性能单晶硅电池是建立在高质量单晶硅材料和相关的成热的加工处理工艺基础上的。现在单晶硅的电地工艺己近成熟,在电池制作中,一般都采用表面织构化、发射区钝化、分区掺杂等技术,开发的电池主要有平面单晶硅电池和刻槽埋栅电极单晶硅电池。提高转化效率主要是*单晶硅表面微结构处理和分区掺杂工艺。在此方面,德国夫朗霍费费莱堡太阳能系统研究所保持着世界领先水平。该研究所采用光刻照相技术将电池表面织构化,制成倒金字塔结构。并在表面把一13nm。厚的氧化物钝化层与两层减反射涂层相结合.通过改进了的电镀过程增加栅极的宽度和高度的比率:通过以上制得的电池转化效率超过23%,是大值可达23.3%。Kyocera公司制备的大面积(225cm2)单电晶太阳能电池转换效率为19.44%,国内北京太阳能研究所也积极进行高效晶体硅太阳能电池的研究和开发,研制的平面高效单晶硅电池(2cm X 2cm)转换效率达到19.79%,刻槽埋栅电极晶体硅电池(5cm X 5cm)转换效率达8.6%。单晶硅太阳能电池转换效率无疑是最高的,在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位,但由于受单晶硅材料价格及相应的繁琐的电池工艺影响,致使单晶硅成本价格居高不下,要想大幅度降低其成本是非常困难的。为了节省高质量材料,寻找单晶硅电池的替代产品,现在发展了薄膜太阳能电池,其中多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池就是典型代表。 1.2 多晶硅薄膜太阳能电池通常的晶体硅太阳能电池是在厚度350~450μm的高质量硅片上制成的,这种硅片从提拉或浇铸的硅锭上锯割而成。因此实际消耗的硅材料更多。为了节省材料,人们从70年代中期就开始在廉价衬底上沉积多晶硅薄膜,但由于生长的硅膜晶粒大小,未能制成有价值的太阳能电池。为了获得大尺寸晶粒的薄膜,人们一直没有停止过研究,并提出了很多方法。目前制备多晶硅薄膜电池多采用化学气相沉积法,包括低压化学气相沉积(LPCV D)和等离子增强化学气相沉积(PECVD)工艺。此外,液相外延法(LPPE)和

太阳能光伏发电的现状与前景

太阳能光伏发电的现状与前景.txt心脏是一座有两间卧室的房子,一间住着痛苦,一间住着快乐。人不能笑得太响,否则会吵醒隔壁的痛苦。本文由haitaohuahua贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT,或下载源文件到本机查看。 太阳能光伏发电研究现状与发展前景探讨 可再生能源,包括太阳能、风能、生物质能、水能、地热能、海洋能等,是取之不尽、用之不竭、清洁环保、免费使用的能源,也是世界上最终可依赖的初级 [1] 能源。太阳能是一种清洁的可再生能源。太阳能开发利用的巨大潜力推动着太阳能光伏发电技术不断向前发展。 1893 年,法国科学家贝克勒尔发现“光生伏打效应” , 即“光伏效应”。1930 年,朗格首次提出用“光伏效应”制造“太阳能电池”,使太阳能变成电能。1954 年,恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶太阳能电池。同年,韦克尔首次发现了砷化镓有光伏效应,并在玻璃上沉积硫化镉薄膜,制成了第 1 块薄膜太阳能电池。随着世界经济的不断发展,全球能源短缺、环境污染等问题日益严重,可再生能源的应用受到了各国的普遍关注。太阳能光伏发电作为可再生能源利用的重要组成部分,得到了众多国家政府的大力扶持。20 世纪 70 年代以来,美国、德国、日本等国政府陆续出台相关政策,加大太阳能光伏发电产业的发展力度,使得世界光伏发电产业高速发展。 1997—2007 年,太阳能电池的产量由 125.8MW(该功率为峰值功率,下同)增加到 4 000. 05MW,年平均增长率高达 41.3%。根据欧盟联合研究中心的预测,到 2030 年太阳能光伏发电在世界总电力供应中将达到 10%以上, 到 2040 年这一比例将达到 20%以上,在不远的未来将成为世界能源供应的主体。 [2] 1 太阳能光伏产业的发展现状 在技术进步和相关鼓励政策的双重推动下,太阳能光伏产业自 20 世纪 90 年代后期进入了快速发展时期。截止 2007 年底,世界累计生产了 12. 64GW 太阳能 [3] 电池,由此推断,光伏发电的实际总装机应该接近 12GW 。欧洲光伏市场是世界最大的光伏市场,而且在持续增长。其中,德国光伏市场份额全球最大, 2006 年占 51. 0%, 2007 年占 46. 99%。亚洲光伏市场近几年有所萎缩(主要由于亚洲拥有最大光伏市场的日本结束了光伏补贴政策,导致市场发展滞后),我国光伏市场份额更小。2006 年、2007 年亚洲太阳能电池产量约占世界电池产量的 65%。由此可见,亚洲是太阳能电池的主要生产和输出地区。亚洲的太阳电池生产主要集中在中国大陆、中国台湾和日本。2007 年中国大陆太阳能电池产量达到 1 088MW,占全世界太阳能电池产量的 27. 2%。从产量看,我国已经成为太阳能电池的第一生产国。 2 太阳能光伏发电的原理 光伏发电的基本原理如图 l 所示。半导体材料组成的 PN 结两侧因多数载流子(N 区中的电子和 P 区中的空穴)向对方的扩散而形成宽度很窄的空间电荷区 w, 建立自建电场 Ei。它对两边多数载流子是势垒,阻挡其继续向对方扩散,但它对两边的少数载流子(N 区中的空穴和 P 区中的电子)却有牵引作用,能把它们迅速拉到对方区域。稳定平衡时,少数载流子极少,难以构成电流和输出电能。但是, 当太阳光照射到 PN 结时,如图 l(a)、(b)所示,以光子的形式与组成 PN 结的原子价电子碰撞,产生大量处于非平衡状态的电子-空穴对,其中的光生非平衡少数载流子在内建电场Ei 的作用下,将 P 区中的非平衡电子驱向 N 区,N 区中的非平衡空穴驱向 P 区,从而使得N 区有过剩的电子,P 区有过剩的空穴。这样在 PN 结附近就形成与内建电场方向相反的光生电场 Eph。光生电场除一部分抵消内建电场外,还使 P 型层带正电,N 型层带负电,在 N 区和 P 区之间的薄层产生光生电动势。当接通外部电路时,就会产生电流,输出电能。当把众多这样小的太阳能光伏电池单元通过串并联的方式组合在一起构成光伏阵列,就会在太阳能作用下输出足够 [4] 大的电能。 3 太阳能光伏发电的几个关键问题

太阳能光伏电池检验测试结果与分析

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 近代光学创新实验 实验名称:太阳能光伏电池测试与分析院系: 专业: 姓名: 学号: 指导教师: 实验时间: 哈尔滨工业大学

一、实验目的 1、了解pn结基本结构和工作原理; 2、了解太阳能电池的基本结构,理解工作原理; 3、掌握pn结的IV特性及IV特性对温度的依赖关系; 4、掌握太阳能电池基本特性参数测试原理与方法,理解光源强度、波长、环境温度等因素对太阳能 电池特性的影响; 5、通过分析PN结、太阳能电池基本特性参数测试数据,进一步熟悉实验数据分析与处理的方法,分 析实验数据与理论结果间存在差异的原因。 二、实验原理 1、光生伏特效应 半导体材料是一类特殊的材料,从宏观电学性质上说它们导电能力在导体和绝缘体之间,导电能力随外界环境(如温度、光照等)发生剧烈的变化。半导体材料具有负的带电阻温度系数。从材料结构特点说,这类材料具有半满导带、价带和半满带隙,温度、光照等因素可以使价带电子跃迁到导带,改变材料的电学性质。通常情况下,都需要对半导体材料进行必要的掺杂处理,调整它们的电学特性,以便制作出性能更稳定、灵敏度更高、功耗更低的电子器件。基于半导体材料电子器件的核心结构通常是pn结,pn结简单说就是p型半导体和n型半导体的基础区域,太阳能电池本质上就是pn结。 常见的太阳能电池从结构上说是一种浅结深、大面积的pn结,如图1所示,它的工作原理的核心是光生伏特效应。光生伏特效应是半导体材料的一种通性。当光照射到一块非均匀半导体上时,由于内建电场的作用,在半导体材料内部会产生电动势。如果构成适当的回路就会产生电流。这种电流叫做光生电流,这种内建电场引起的光电效应就是光生伏特效应。 非均匀半导体就是指材料内部杂质分布不均匀的半导体。pn结是典型的一个例子。N型半导体材料和p型半导体材料接触形成pn结。pn结根据制备方法、杂质在体内分布特征等有不同的分类。制备方法有合金法、扩散法、生长法、离子注入法等等。杂质分布可能是线性分布的,也可能是存在突变的,pn结的杂质分布特征通常是与制备方法相联系的。不同的制备方法导致不同的杂质分布特征。

我国太阳能光伏发电发展现状

我国太阳能光伏发电发展 现状 Ting Bao was revised on January 6, 20021

百千瓦级的大型光伏发电系统的商业化安装等。德国的累计装机容量首次超过日本。如果考虑离网应用,2005年全球光伏装机总量达到了540万千瓦,比2004年增加万千瓦。 图11-6 1990~2005年世界太阳能光伏总量 资料来源:21世纪可再生能源政策网() 三、我国太阳能投资现状 2005年以来,新能源概念受到众多热捧。12月中旬,无锡尚德太阳能电力有限公司更是开创了内地民营企业直接登陆纽约证券交易所的先河。就太阳能领域而言,具有其概念的天威保变、新疆特变等上市公司2005年以来股价一路上升。很多企业正在投资光电项目。根据海外研究机构的数据,全球光伏电池行业去年收入增长率为38%,2006年预计为35%。2006~2010年,光伏电池行业收入的复合增长率约为20~25%/年。目前光伏电池销售火爆,订单饱满,主要光伏电池厂商的销售收入增长迅速,成长性好。在大中华区光伏电池主要厂商中,目前,天威英利的产能是50MW电池片/年,茂迪是80MW电池片,尚德是120MW。2006年,英利产能维持不变,茂迪增至120~140MW,尚德可达240MW。 四、太阳能投资风险 国内新能源规模小,并且价格高,光伏发电才7万千瓦,占整个电量的%,显得微不足道。太阳能发电成本大约是生物质发电(沼气发电)的7~12倍,风能发电的6~10倍,更是传统煤电方式的11~18倍,如此昂贵的价格让太阳能光伏产业在中国的发展举步维艰。中国的光伏市场严重落后于光伏产业。所以2007年之后,我国光伏产业面临市场减小的巨大挑战,企业对此要有充分认识。2006年,硅料价格的上涨仍是光伏投资的风险之一。如果全球主要的硅料厂没有加大投资力度的计划,多晶硅原材料难以在2008年之前达到供需平衡。

太阳能光伏电池标准 IEC 61427-2005(中文版)

国际标准 IEC 61427 第2版 2005.5 光伏太阳能系统(PVES) 储能二次电池和电池组 ―――一般要求和试验方法

目录前言 1.适用范围 2.标准性参考文献 3.术语和定义 4.使用条件 4.1 光伏能源系统 4.2 二次电池和电池组 4.3 通用运行条件 5.一般要求 5.1 机械耐受性 5.2 充电效率 5.3 深放电保护 5.4 标记 5.5 安全 5.6 文件 6.功能特性 7.通用试验条件 7.1 测量仪表精度 7.2 测试样品的准备和维护 8.试验方法 8.1 容量实验 8.2 循环耐久试验 8.3 荷电保持试验 8.4 光伏用途循环耐久试验(极端条件)9.试验的推荐采用 9.1 型式试验 9.2 验收试验

前言 1)国际电工技术委员会(International Electrotechnical Commission――IEC)是一个全球性的、包括所有国家的电工技术委员会(IEC国家委员会)的标准化组织。 IEC的目的是推进所有电气和电子领域有关标准化方面的国际合作。为此目的,除了其它的活动之外,IEC出版国际标准、技术规范、技术报告、公开可获得的规范和指导(下称IEC出版物)。出版物的准备都是委托各技术委员会进行;任何IEC 国家委员会对于所涉及的出版物感兴趣都可以参加准备工作。在出版物的准备过程中,与IEC有联系的国际的、政府的和非政府组织也可以参加。IEC与国际标准化组织(International Organization for Standardization ---ISO)按照两个组织一致同意的条件密切合作。 2)IEC对于技术问题所作出的结论和决议都尽可能地代表了相关问题国际上的一致意见,因为每一个技术委员会都有来自所有感兴趣的IEC国家委员会的代表。 3)IEC出版物的形式为国际上推荐采用,而且在这个意义上也已被IEC各国家委员会所接受。尽管已经尽力做到IEC出版物的技术内容准确无误,但IEC不能对其使用的方式或最终用户的误解负责。 4)为了促进国际上的一致性,所有IEC国家委员会都承诺在其国家的或地区的出版物中尽最大可能的明确使用IEC出版物。IEC出版物和国家的或地区的出版物之间的任何差异都需要在后者的出版物中予以明确标明。 5)IEC不提供其认可的程序,也不对任何声称符合IEC出版物的设备负责。 6)所有用户都应确保他们所持有的是最新版本。 7)对于由于使用或信任本出版物或其它IEC出版物所导致的任何人身伤害、财产损失或其它任何性质的损害――不论是直接的还是间接地――或者其它的费用(包括法律费用)和开销,都与IEC或其经理、雇员、服务人员或代理――包括个体的专家和技术委员会以及IEC国家委员会的委员无关。 8)注意该出版物引用的参见标准。对于正确使用本出版物,使用这些参见出版物是必须的。 9)注意本出版物的某些内容可能是专利权的标的。IEC没有责任标明任何或所有这些专利权。 IEC 61427 标准由IEC 21 技术委员会――二次电池和电池组――准备。 该第2版取代了1999年公布的第一版。该版本包括了一些技术方面的修改。 第二版在该文件第一版本的基础上重新组织,在使用条件、一般要求、功能特性、通用试验条件、试验方法以及试验的推荐采用等方面更加清晰,目的是让最终用户更容易理解。试验方法在两种不同的技术――铅酸和镍镉――方面都给予了详细清楚地解释。 该标准的内容以下述文件为基础: 关于该标准的批准投票详细情况可以在上表中示出的投票报告中去查找。 该出版物的起草根据ISO/IEC Directive Part 2 进行。

家用小型太阳能光伏发电系统设计

专科生毕业论文(设计)题目:家用小型太阳能光伏发电系统设计 系(部)光伏发电及应用 专业光伏发电及应用 学号 201111120**** 姓名王 * 指导教师龚** 1

20 13年 10 月 6 日 摘要 太阳能是最普遍的自然资源,也是取之不尽的可再生能源。为解决边远的农牧地区、偏僻的山区、孤立的岛屿等地方人们日常生活、生产用电的需要,改善人们的生活水平,进行了家用太阳能光伏发电系统的设计。根据当地的气象、环境状况及具体用电情况,给出了系统的设计方法及施工要求,包括蓄电池容量的计算、控制器的选择、逆变器功率的选择、太阳能电池组件的选择和布置等。安装运行以来,系统工作稳定正常,验证了设计的正确性。 关键词:太阳能光伏发电;太阳能电池组件;系统设计。 Abstract:Solarenergyisthemostcommonformofnaturalresources,itisalsotheinexhaustiblerenewab leenergy.Aimingatsolvingthepeople'sdailylifeandproductionelectricityneedsinremotefarming,m ountainandislands,ahomeusesolarphotovoltaicgenerationsystemwasdesigned.Accordingtolocal weather,environmentalconditionsandspecificcasewithelectricity,thedesignmethodandconstructi onrequirementweredeveloped,includingthecalculationofthebatterycapacity,theselectionofthecon troller,thechoiceofinverterpower,theselectionandlayoutofthesolarcellmodules,etc..Theresultsind icatethatthesystemrunsstabilityandnormal,theaccuracyofthede-signisverified.

太阳能光伏发电系统方案

光伏发电示范项目系统设计建议书 示范项目名称:XXXXXXXXX示范项目 二〇一〇年十月

目录 第1章项目概况 (1) 1.1 项目地理情况 (1) 1.1.1 地理位置 (1) 1.1.2 供电要求 (1) 1.2 项目建筑类型(BIPV) (2) 第2章一般光伏发电系统的价格构成...............................................错误!未定义书签。第3章光伏并网发电系统设计原则与原理. (2) 3.1 总体设计原则 (3) 3.1.1 视觉美观性 (3) 3.1.2 太阳辐射量 (3) 3.1.3 电缆长度 (4) 3.2 方案设计原理 (4) 第4章光伏系统监控设计 (6) 第5章效益分析 (7) 5.1 发电量计算与节能减排量分析 (8) 5.2 资金投入与效益分析 (10) 第6章某太阳能电源技术有限公司...................................................错误!未定义书签。 6.1 雄厚的集团背景.................................................................................................................. 错误!未定义书签。 6.2 超强的项目管理能力.......................................................................................................... 错误!未定义书签。 6.3 卓越的设计团队.................................................................................................................. 错误!未定义书签。 6.4 “一揽子交钥匙服务”...................................................................................................... 错误!未定义书签。 6.5 增值服务 ............................................................................................................................. 错误!未定义书签。第7章在节能方面为万达服务过的项目 .. (20) 第8章附录《政策分析》 (21)

光伏材料的发展及应用

光伏材料的发展及应用 摘要:太阳能光伏发电技术是集半导体材料、电力电子技术、现代控制技术、蓄电池技术及电力工程技术于一体的综合性技术是当今新能源发电领域的一个研究热点。本文介绍了光伏发电技术的相关概念,综述了该领域的主要研究内容和应用现状,并对光伏发电产业的未来发展趋势进行分析。 关键词:太阳能电池材料;光伏发电材料 0 引言 随着全球经济的迅速发展和人口的不断增加,以石油、天然气和煤炭等为主的化石能源正逐步消耗,能源危机成为世界各国共同面临的课题。与此同时,化石能源造成的环境污染和生态失衡等一系列问题也成为制约社会经济发展甚至威胁人类生存的严重障碍。新能源应用正成为全球的热点。太阳能资源是最丰富的可再生能源之一,它分布广泛,可再生,不污染环境,是国际上公认的理想替代能源。光伏发电是太阳能直接应用的一种形式。作为一种环境友好并能有效提高生活标准的新型发电方式,光伏发电技术正在全球范围内逐步得到应用。 1太阳能光伏发电原理及运用材料 1.1太阳能光伏发电的工作原理 “光伏发电”是将太阳光能直接转换为电能的一种发电形式。1839年,法国科学家贝克勒尔(A.E.Becqure1)首先发现了“光生伏打效应(Photovoltaic Effect)”。然而,第一个实用单晶硅光伏电池(Solar Cel1)直到一个多世纪后的1954年才在美国贝尔实验室研制成功。20世纪70年代中后期开始,光伏电池技术不断完善,成本不断降低,带动了光伏产业的蓬勃发展。光伏发电原理如图1所示。PN结两侧因多数载流子(N 区中的电子和P区中的空穴)向对方的扩散而形宽度很窄的空间电荷区w,建立自建电场E i。它对两边多数载流子是势垒,阻挡其继续向对方扩散;但它对两边的少数载流子(N 区中的空穴和P区中的电子)却有牵引作用,能把它们迅速拉到对方区域。稳定平衡时,少数载流子极少,难以构成电流和输出电能。但是,如图la、b所示,光伏电池受到太阳光子的冲击,在光伏电池内部产生大量处于非平衡状态的电子一空穴对,其中的光生非平衡少数载流子(即N 区中的非平衡空穴和P区中的非平衡电子)可以被内建电场E i牵引到对方区域,然后在光伏电池中的PN 结中产生光生电场E PV一当接通外电路时,即可流出电流,输出电能。当把众多这样小的太

光伏组件(太阳能电池板)规格表

光伏组件(太阳能电池板)规格表如本页不能正常显示,请点击刷新 型号材料 峰值 功率 Pm (watt) 峰值 电压 Vmp (V) 峰值 电流 Imp (A) 开路 电压 Voc (V) 短路 电流 Isc (A) 尺寸 (mm) APM18M5W27x27单晶硅 5 8.75 0.57 10.5 0.66 265*265*25 APM36M5W27x27单晶硅 5 17.5 0.29 21.5 0.32 265*265*25 APM18P5W27x27多晶硅 5 8.75 0.57 10.5 0.66 265*265*25 APM36P5W27x27多晶硅 5 17.5 0.29 21.5 0.32 265*265*25 APM36M8W36x30单晶硅8 17.5 0.46 21.5 0.52 301*356*25 APM36P8W36x30多晶硅8 17.5 0.46 21.5 0.52 301*356*25 APM36M10W36x30单晶硅10 17.5 0.57 21.5 0.65 301*356*25 APM36P10W36x30多晶硅10 17.5 0.57 21.5 0.65 301*356*25 APM36M15W49x29单晶硅15 17.5 0.86 21.5 0.97 287*487*25 APM36P15W43x36多晶硅15 17.5 0.86 21.5 0.97 356*426*28 APM36M20W63x28单晶硅20 17.5 1.14 21.5 1.29 281*627*25 APM36P20W58x36多晶硅20 17.5 1.14 21.5 1.29 356*576*28 APM36M25W48x54单晶硅25 17.5 1.43 21.5 1.61 536*477*28 APM36P25W68x36多晶硅25 17.5 1.43 21.5 1.61 356*676*28 APM36M30W48x54单晶硅30 17.5 1.71 21.5 1.94 536*477*28 APM36P30W82x36多晶硅30 17.5 1.71 21.5 1.94 356*816*28 APM36M35W62x54单晶硅35 17.5 2.00 21.5 2.26 537*617*40

太阳能电池材料

太阳能电池材料 1.说明三氯氢硅还原法制备高纯硅的具体步骤 答:工业级硅经过酸洗、粉碎(60~100目),符合粒度的送入干燥炉,经热氮气流干燥后,送入沸腾炉,同时从炉底部通入适量的干燥HCL,进行三氯氢硅的合成。 2.论述拉制无错位单晶硅的工艺 无错位晶核是生长无错位单晶的基础 3.论述直拉法工艺的定义、工艺流程、需控制的参数、特点 答:生长方法:在直拉单晶炉内,向盛有熔硅坩埚中,引入籽晶作为非均匀晶核。然后控制热场,将籽晶旋转并缓慢向上提拉,单晶便在籽晶下按籽晶的方向长大。直拉法工艺流程:炉体、籽晶、多晶硅、掺杂剂、石英坩埚;清洁处理;装炉;抽真空(或通保护气体);加热熔化;单晶生长;降温出炉;性能测试。 单晶工艺流程:1.熔化;2.稳定;3.引晶;4.缩颈;5.放肩;6.等径;7.收尾。需控制的参数、特点:坩埚的位置、转速、上升速度,以及籽晶的转速和上升速度,热场的设计和调整。 4.论述在直拉法中杂质的掺入方法以及单晶中杂质均匀分布的控制方法 答:共熔法:纯材料与杂质(不易挥发的材料)一起放入坩埚熔化; 投杂法:向已熔化的材料中加入杂质(易挥发的材料) 单晶中杂质均匀分布的控制方法:1.直拉法单晶纵向电阻率均匀性的控制:变速 拉晶法:原理C S =KC L 。双坩埚法:连通坩埚法和浮置坩埚法。2.径向电阻率均匀 性的控制:在晶体生长过程中,如果熔体搅拌均匀,则固液交界面是等电阻面。 5.论述直拉工艺中降低氧含量的措施 6.什么是分凝现象?平衡分凝系数?有效分凝系数?小平面效应? 答:分凝现象:将含有杂质的晶态物质熔化后再结晶时,杂质在晶体的固体浓度Cs和未结晶的液体中浓度C l不同的现象。 平衡分凝系数:在一定温度的平衡状态下,杂质的固液两相中浓度的比值:K0=C S/C L

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