P-N結(jié)太陽能電池包含一個形成于表面的淺P-N結(jié)、一個條狀及指狀的正面歐姆接觸、一個涵蓋整個背部表面的背面歐姆接觸以及一層在正面的抗反射層。當電池暴露于太陽光譜時,能量小于禁帶寬度Eg的光子對電池輸出并無貢獻。能量大于禁帶寬度Eg的光子才會對電池輸出貢獻能量Eg,小于Eg的能量則會以熱的形式消耗掉。因此,在太陽能電池的設(shè)計和制造過程中,考慮這部分熱量對電池穩(wěn)定性、壽命等的影響。
太陽能電池的另一個重要參數(shù)是填充因子FF(fill factor),它是大輸出功率與開路電壓和短路電流乘積之比。
FF: 是衡量太陽能電池輸出特性的重要指標, 是代表太陽能電池在帶佳負載時, 能輸出的大功率的特性,其值越大表示太陽能電池的輸出功率越大。FF 的值始終小于1。串、并聯(lián)電阻對填充因子有較大影響。串聯(lián)電阻越大,短路電流下降越多,填充因子也隨之減少的越多;并聯(lián)電阻越小,其分電流就越大,導(dǎo)致開路電壓就下降的越多,填充因子隨之也下降的越多。
太陽能交流發(fā)電系統(tǒng)是由太陽電池板、充電控制器、逆變器和蓄電池共同組成;太陽能直流發(fā)電系統(tǒng)則不包括逆變器。為了使太陽能發(fā)電系統(tǒng)能為負載提供足夠的電源,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個小時為例,介紹一下計算方法:
應(yīng)計算出每天消耗的瓦時數(shù)(包括逆變器的損耗):
若逆變器的轉(zhuǎn)換效率為90%,則當輸出功率為100W時,則實際需要輸出功率應(yīng)為100W/90%≈111W;若按每天使用5小時,則耗電量為111W×5h=555Wh。
太陽能電池主要是以半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ),其工作原理是利用光電材料吸收光能后發(fā)生光伏反應(yīng),根據(jù)所用材料的不同,太陽能電池可分為:
1、硅太陽能電池;
2、以無機鹽如砷化鎵III-V化合物、硫化鎘、銅銦硒等多元化合物為材料的電池;
3、功能高分子材料制備的太陽能電池;
4、納米晶太陽能電池等。
單晶硅光伏電池生產(chǎn)技術(shù)雖然很成熟,然而還在不斷發(fā)展,其他各種光伏電池技術(shù)也在不斷涌現(xiàn)。光伏電池的成本和光電轉(zhuǎn)換效率離真正市場化還有很大差距,光伏電池市場主要靠各國財政補貼。歐洲市場光伏發(fā)電補貼高達每度電1元以上。今后,要使光伏電池大規(guī)模應(yīng)用,不斷改進光伏電池效率和生產(chǎn)成本,在這個過程中,生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品會不斷更新?lián)Q代。其更新?lián)Q代周期短,僅3-5年。光伏電池生產(chǎn)企業(yè)投資大,回收周期長,由于技術(shù)更新快,國內(nèi)企業(yè),如果不掌握技術(shù),及時更新技術(shù),就會很快被淘汰,很可能不能收回投資。
從長遠來看,隨著太陽能電池制造技術(shù)的改進以及新的光—電轉(zhuǎn)換裝置的發(fā)明,各國對環(huán)境的保護和對再生清潔能源的需求,太陽能電池仍將是利用太陽輻射能比較切實可行的方法,可為人類未來大規(guī)模地利用太陽能開辟廣闊的前景。
8年