太陽電池的性能參數(shù)由開路電壓、短路電流、大輸出功率、填充因子、轉(zhuǎn)換效率等組成。這些參數(shù)是衡量太陽能電池性能好壞的標志。
太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率指在外部回路上連接佳負載電阻時的大能量轉(zhuǎn)換效率,等于太陽能電池的輸出功率與入射到太陽能電池表面的能量之比。太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率是衡量電池質(zhì)量和技術(shù)水平的重要參數(shù),它與電池的結(jié)構(gòu)、結(jié)特性、材料性質(zhì)、工作溫度、放射性粒子輻射損傷和環(huán)境變化等有關(guān) 。
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,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。
市場上銷售的光伏電池主要是單晶硅為原料生產(chǎn)的。由于單晶硅電池生產(chǎn)能耗大,一些認為現(xiàn)有單晶硅電池生產(chǎn)能耗大于其生命周期內(nèi)捕獲的太陽能,是沒有價值的。樂觀的估計是需要10年左右時間,使用單晶硅電池所獲得的太陽能才能大于其生產(chǎn)所消耗的能量。而單晶硅是石英砂經(jīng)還原,融化后拉單晶得到的。生產(chǎn)過程能耗大,產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì)多,環(huán)境污染嚴重。國外紛紛將其轉(zhuǎn)移到中國生產(chǎn)。我國各地大上單晶硅及單晶硅電池生產(chǎn)線。
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。