1.太阳能电池方面的知识谁有
尊敬的阁下您好: /太阳能电池基本知识 最早问世的太阳电池是单晶硅太阳电池。
硅是地球上极丰富的一种元素,几乎遍地都有硅的存在,可说是取之不尽。用硅来制造太阳电池,原料可谓不缺。
但是提炼它却不容易,所以人们在生产单晶硅太阳电池的同时,又研究了多晶硅太阳电池和非晶硅太阳电池,至今商业规模生产的太阳电池,还没有跳出硅的系列。其实可供制造太阳电池的半导体材料很多,随着材料工业的发展、太阳电池的品种将越来越多。
目前已进行研究和试制的太阳电池,除硅系列外,还有硫化镉、砷化镓、铜铟硒等许多类型的太阳电池,举不胜举,以下介绍几种较常见的太阳电池。 单晶硅太阳电池 单晶硅太阳电池是当前开发得最快的一种太阳电池,它的构造和产工艺已定型,产品已广泛用于空间和地面。
这种太阳电池以高纯的单晶硅棒为原料,纯度要求99.999%。为了降低生产成本,现在地面应用的太阳电池等采用太阳能级的单晶硅棒,材料性能指标有所放宽。
有的也可使用半导体器件加工的头尾料和废次单晶硅材料,经过复拉制成太阳电池专用的单晶硅棒。将单晶硅棒切成片,一般片厚约0.3毫米。
硅片经过形、抛磨、清洗等工序,制成待加工的原料硅片。加工太阳电池片,首先要在硅片上掺杂和扩散,一般掺杂物为微量的硼、磷、锑等。
扩散是在石英管制成的高温扩散炉中进行。这样就硅片上形成P?/FONT>N结。
然后采用丝网印刷法,精配好的银浆印在硅片上做成栅线,经过烧结,同时制成背电极,并在有栅线的面涂覆减反射源,以防大量的光子被光滑的硅片表面反射掉。因此,单晶硅太阳电池的单体片就制成了。
单体片经过抽查检验,即可按所需要的规格组装成太阳电池组件(太阳电池板),用串联和并联的方法构成一定的输出电压和电流。最后用框架和装材料进行封装。
用户根据系统设计,可将太阳电池组件组成各种大小不同的太阳电池方阵,亦称太阳电池阵列。目前单晶硅太阳电池的光电转换效率为15%左右,实验室成果也有20%以上的。
多晶硅太阳电池 单晶硅太阳电池的生产需要消耗大量的高纯硅材料,而制造这些材料工艺复杂,电耗很大,在太阳电池生产总成本中己超二分之一。加之拉制的单晶硅棒呈圆柱状,切片制作太阳电池也是圆片,组成太阳能组件平面利用率低。
因此,80年代以来,欧美一些国家投入了多晶硅太阳电池的研制。目前太阳电池使用的多晶硅材料,多半是含有大量单晶颗粒的集合体,或用废次单晶硅料和冶金级硅材料熔化浇铸而成。
其工艺过程是选择电阻率为100~300欧姆•厘米的多晶块料或单晶硅头尾料,经破碎,用1:5的氢氟酸和硝酸混台液进行适当的腐蚀,然后用去离子水冲洗呈中性,并烘干。用石英坩埚装好多晶硅料,加人适量硼硅,放人浇铸炉,在真空状态中加热熔化。
熔化后应保温约20分钟,然后注入石墨铸模中,待慢慢凝固冷却后,即得多晶硅锭。这种硅锭可铸成立方体,以便切片加工成方形太阳电池片,可提高材制利用率和方便组装。
多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多,其光电转换效率约12%左右,稍低于单晶硅太阳电池,但是材料制造简便,节约电耗,总的生产成本较低,因此得到大量发展。 非晶硅太阳电池 非晶硅太阳电池是1976年后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,硅材料消耗很少,电耗更低,非常吸引人。
制造非晶硅太阳电池的方法有多种,最常见的是辉光放电法,还有反应溅射法、化学气相沉积法、电子束蒸发法和热分解硅烷法等。辉光放电法是将一石英容器抽成真空,充入氢气或氩气稀释的硅烷,用射频电源加热,使硅烷电离,形成等离子体。
非晶硅膜就沉积在被加热的衬底上。若硅烷中掺人适量的氢化磷或氢化硼,即可得到N型或P型的非晶硅膜。
衬底材料一般用玻璃或不锈钢板。这种制备非晶硅薄膜的工艺,主要取决于严格控制气压、流速和射频功率,对衬底的温度也很重要。
非晶硅太阳电池的结构有各种不同,其中有一种较好的结构叫PiN电池,它是在衬底上先沉积一层掺磷的N型非晶硅,再沉积一层未掺杂的i层,然后再沉积一层掺硼的P型非晶硅,最后用电子束蒸发一层减反射膜,并蒸镀银电极。此种制作工艺,可以采用一连串沉积室,在生产中构成连续程序,以实现大批量生产。
同时,非晶硅太阳电池很薄,可以制成叠层式,或采用集成电路的方法制造,在一个平面上,用适当的掩模工艺,一次制作多个串联电池,以获得较高的电压。因为普通晶体硅太阳电池单个只有0.5伏左右的电压,现在日本生产的非晶硅串联太阳电池可达2.4伏。
目前非晶硅太阳电池存在的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,常有转换效率衰降的现象,所以尚未大量用于作大型太阳能电源,而多半用于弱光电源,如袖珍式电子计算器、电子钟表及复印机等方面。估计效率衰降问题克服后,非晶硅太阳电池将促进太阳能利用的大发展,因为它成本低,重量轻,应用更为方便,它可以与房屋的屋面结合构成住户的独立电源。
多元化合物太阳电池 多元化合物太阳电池指不是用单一元素半导体材料制。
2.关于太阳能发电的知识
太阳能是一种干净的可再生的新能源,越来越受到人们的亲睐,在人们生活、工作中有广泛的作用, 其中之一就是将太阳能转换为电能,太阳能电池就是利用太阳能工作的。而太阳能热电站的工作原理则是利用汇聚的太阳光,把水烧至沸腾变为水蒸气,然后用来发电。
照射在地球上的太阳能非常巨大,大约40分钟照射在地球上的太阳能,便足以供全球人类一年能量的消费。可以说,太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。而且太阳能发电绝对干净,不产生公害。所以太阳能发电被誉为是理想的能源。
从太阳能获得电力,需通过太阳电池进行光电变换来实现。它同以往其他电源发电原理完全不同,具有以下特点:①无枯竭危险;②绝对干净(无公害);③不受资源分布地域的限制;④可在用电处就近发电;⑤能源质量高;⑥使用者从感情上容易接受;⑦获取能源花费的时间短。不足之处是:①照射的能量分布密度小,即要占用巨大面积;②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。但总的说来,瑕不掩瑜,作为新能源,太阳能具有极大优点,因此受到世界各国的重视。
要使太阳能发电真正达到实用水平,一是要提高太阳能光电变换效率并降低其成本,二是要实现太阳能发电同现在的电网联网。
目前,太阳能电池主要有单晶硅、多晶硅、非晶态硅三种。单晶硅太阳电池变换效率最高,已达20%以上,但价格也最贵。非晶态硅太阳电池变换效率最低,但价格最便宜,今后最有希望用于一般发电的将是这种电池。一旦它的大面积组件光电变换效率达到10%,每瓦发电设备价格降到1-2美元时,便足以同现在的发电方式竞争。估计本世纪末便可达到这一水平。
当然,特殊用途和实验室中用的太阳电池效率要高得多,如美国波音公司开发的由砷化镓半导体同锑化镓半导体重叠而成的太阳电池,光电变换效率可达36%,快赶上了燃煤发电的效率。但由于它太贵,目前只能限于在卫星上使用。
太阳能电池是一对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种,如:单晶硅,多晶硅,非晶硅,砷化镓,硒铟铜等。它们的发电原理基本相同,现以晶体硅为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅,形成P-N结。 当光线照射太阳能电池表面时,一部分光子被硅材料吸收;光子的能量传递给了硅原子,使电子发生了越迁,成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差,当外部接通电路时,在该电压的作用下,将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质是:光子能量转换成电能的过程。
3.关于太阳能板的知识
太阳能电池能给普通的家用电器供电使用, 就像插座一样.
首先, 太阳能电池板只产生直流电能, 这些直流电需通过太阳能光伏控制器将其充入蓄电池储存,
然后, 通过直流-交流逆变器, 将直流电转换成220V50HZ交流电,即我们日常所用的电能, 这样就可以给家用电器使用了.
所以, 太阳能家用系统必须包括四部分: 太阳能电池板---控制器---蓄电池--逆变器.
还有一种就是大型的并网太阳能电站, 由并网逆变器直接将太阳能电池板产生的直流电变成高压交流电馈入电网提供给居民使用.
4.有关太阳能电池方面的详细知识,知道的朋友回下
太阳光照在半导体p-n结上,形成新的空穴-电子对,在p-n结电场的作用下,空穴由n区流向p区,电子由p区流向n区,接通电路后就形成电流。
这就是光电效应太阳能电池的工作原理。 一、太阳能发电方式太阳能发电有两种方式,一种是光—热—电转换方式,另一种是光—电直接转换方式。
(1) 光—热—电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电,一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气,再驱动汽轮机发电。前一个过程是光—热转换过程;后一个过程是热—电转换过程,与普通的火力发电一样.太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高,估计它的投资至少要比普通火电站贵5~10倍.一座1000MW的太阳能热电站需要投资20~25亿美元,平均1kW的投资为2000~2500美元。
因此,目前只能小规模地应用于特殊的场合,而大规模利用在经济上很不合算,还不能与普通的火电站或核电站相竞争。 (2) 光—电直接转换方式该方式是利用光电效应,将太阳辐射能直接转换成电能,光—电转换的基本装置就是太阳能电池。
太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件,是一个半导体光电二极管,当太阳光照到光电二极管上时,光电二极管就会把太阳的光能变成电能,产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。
太阳能电池是一种大有前途的新型电源,具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长,只要太阳存在,太阳能电池就可以一次投资而长期使用;与火力发电、核能发电相比,太阳能电池不会引起环境污染;太阳能电池可以大中小并举,大到百万千瓦的中型电站,小到只供一户用的太阳能电池组,这是其它电源无法比拟的。
5.求太阳能照明的知识,越详细越好
太阳能电池作为一种新能源,在民用方面首先应用在照明灯具上。目前,在西部光明工程,非主干道太阳能路灯,太阳能庭院灯和太阳能草坪灯,太阳能装饰灯等方面的应用已经逐渐形成规模。在太阳能照明灯具的设计中,涉及光源、太阳能电池系统、蓄电池充放电控制许多因素,其中任何一个环节出现问题都会造成产品缺陷。本文就太阳能电池的外特性、蓄电池充放电控制、太阳能照明灯具经常使LED与三基色高效节能灯进行比较,分析各自优点与缺点以及使用场合。同时针对目前市场上太阳能灯电路设计中存在的问题提出改进方法。由于太阳能灯其有独特的优点,近年来得到迅速的发展。草坪灯功率小,主要以装饰为目的,对可移动性要求高,另外,电路铺设困难,防水要求高,上述要求使得由太阳能电池能供电的草坪灯显示出许多前所未有的优势。
尤其是国外市场对太阳能草坪灯比其它产品需求十分巨大。2002年,仅广东和深圳用于制造出口太阳能草坪灯消耗的太阳能电池就达到2MW,相当于当年国内太阳能电池产量的1/3,今年仍然保持强劲的发展势头,这是人们没有预料到的。太阳能庭院灯在公园,生活小区以及非主要交通道路上得到广泛应用。同时,由于发展太快,有些产品技术上不够成熟,在光源的选择以及电路设计中存在许多缺陷,降低了产品的经济性和可靠性,浪费了许多资源。本文针对上述存在的问题,提出自己的看法,供生产太阳能灯具的工厂参考。
1太阳能电池的外特性
从应用的角度论述,大家主要关心的是太阳能电池的外特性。首先,对于单片太阳能电池来说,它是一个PN结,除了当太阳光照射在上面时,它能够产生电能外,它还具有PN结的一切特性。在标准光照条件下,它的额定输出电压为0.48V。在太阳能照明灯具使用中的太阳能电池组件都是由多片太阳能电池连接构成的。它具有负的温度系数,温度每上升一度,缪瓜陆?mV,对于多片太阳能电池组成的太阳能电池组件,这是一个不可忽视的问题。Isc是短路电流,Im是峰值电流,Voc是开路电压。Vm是峰值电压,Pm是峰值功率。
在使用中,太阳能电池开路或者短路都不会造成损坏,实际上我们也正是利用它的这个特性对系统蓄电池充放电进行控制的。
2太阳能电池在使用中必须注意的问题
2.1太阳能电池功率的选择
我们所说的太阳能电池输出功率Wp是标准太阳光照条件下,即:欧洲委员会定义的101标准,辐射强度1000W/m2,大气质量AM1.5,电池温度25℃条件下,太阳能电池的输出功率。这个条件大约和平时晴天中午前后的太阳光照条件差不多,(在长江下游地区只能接近这个数值)这并不象有些人想象的那样,只要有阳光就会有额定输出功率,甚至认为太阳能电池在夜晚日光灯下也可以正常使用。这就是说,太阳能电池的输出功率是随机的,在不同的时间,不同的地点,同样一块太阳能电池的输出功率是不同的。
为了更加直观地了解各地每天太阳能辐射的平均分布,表2给出年总辐射量与日平均峰值日照时数(太阳能电池每天可以接受到1000W/m2辐照度的等效时间)对应关系。
年总辐射量与日平均峰值日照时数对应表通过上面资料可以看出,太阳能灯具的设计和灯具的使用地区有关。太阳能电池组件额定输出功率和灯具输入功率之间关系在华东地区大约是2~4:1,具体比例要根据灯具每天工作时间以及对连续阴雨天照明要求决定。另外太阳能电池的输出功率大约120W/m2。
2.2蓄电池容量的选择
由于太阳能光伏发电系统的输入能量极不稳定,所以一般需要配置蓄电池系统才能工作,太阳能灯具也不例外,必须配置蓄电池才能工作。一般有铅酸蓄电池、Ni-Cd蓄电池、Ni-H蓄电池,它们的容量选择直接影响系统的可靠性以及系统价格。蓄电池容量的选择一般要遵循以下原则:首先在能够满足夜晚照明的前提下,把白天太阳能电池组件的能量尽量存储下来,同时还要能够存储满足连续阴雨天夜晚照明需要的电能。蓄电池容量过小不能够满足夜晚照明的需要,蓄电池容量过大,一方面蓄电池始终处在亏电状态,影响蓄电池寿命,同时造成浪费。
6.太阳能电池板的工作原理
太阳能电池板有太阳能电池片组成,一般由36块或72块经过复杂加工处理过的硅片组装而成,又称太阳能电池组件(PV module),根据电池块的种类分为单晶和多晶两种,
工作原理是:太阳光照射到电池板上,光子使得电池块受热引起内部金属分子发生两级运动,从而产生电流,所有电池片通过连接器串联起来形成电池组件使得每个电池块产生的小电流汇聚成相对较大电流,
再通过连接器、控制器(控制蓄电池充电电量及时间)、逆变器(改变电流直流交流属性)及接线盒引出的插座(用来接电灯等负载)进行发电。
本人刚刚大学毕业,从事太阳能行业咨询服务,回答不好还请多包涵。
7.有关单晶硅太阳能电池的一些知识有什么啊
单晶硅太阳能电池是当前开发得最快的一种太阳能电池,它的构造和生产工艺已定型,产品已广泛用于空间和地面。这种太阳能电池以高纯的单晶硅棒为原料。为了降低生产成本,现在地面应用的太阳能电池等采用太阳能级的单晶硅棒,材料性能指标有所放宽。有的也可使用半导体器件加工的头尾料和废次单晶硅材料,经过复拉制成太阳能电池专用的单晶硅棒。
将单晶硅棒切成片,一般片厚约0.3毫米。硅片经过抛磨、清洗等工序,制成待加工的原料硅片。加工太阳能电池片,首先要在硅片上掺杂和扩散,一般掺杂物为微量的硼、磷、锑等。扩散是在石英管制成的高温扩散炉中进行。这样就硅片上形成P>N结。然后采用丝网印刷法,精配好的银浆印在硅片上做成栅线,经过烧结,同时制成背电极,并在有栅线的面涂覆减反射源,以防大量的光子被光滑的硅片表面反射掉。因此,单晶硅太阳能电池的单体片就制成了。单体片经过抽查检验,即可按所需要的规格组装成太阳能电池组件(太阳能电池板),用串联和并联的方法构成一定的输出电压和电流。最后用框架和材料进行封装。用户根据系统设计,可将太阳能电池组件组成各种大小不同的太阳能电池方阵,亦称太阳能电池阵列。目前单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右,实验室成果也有20%以上的。 [编辑本段]太阳能电池产业的发展 近5年来,中国光伏电池产量年增长速度为1-3倍,光伏电池产量占全球产量的比例也由2002年1.07%增长到2008年的近15%。商业化晶体硅太阳能电池的效率也从3年前的13%-14%提高到16%-17%。总体来看,中国太阳能电池的国际市场份额和技术竞争力大幅提高。在产业布局上,中国太阳能电池产业已经形成了一定的集聚态势。在长三角、环渤海、珠三角、中西部地区,已经形成了各具特色的太阳能产业集群。
太阳能光伏发电在不远的将来会占据世界能源消费的重要席位,不但要替代部分常规能源,而且将成为世界能源供应的主体。预计到2030年,可再生能源在总能源结构中将占到30%以上,而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10%以上;到2040年,可再生能源将占总能耗的50%以上,太阳能光伏发电将占总电力的20%以上;到21世纪末,可再生能源在能源结构中将占到80%以上,太阳能发电将占到60%以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。由此可以看出,太阳能电池市场前景广阔。
目前太阳能电池主要包括晶体硅电池和薄膜电池两种,它们各自的特点决定了它们在不同应用中拥有不可替代的地位。但是,未来10年晶体硅太阳能电池所占份额尽管会因薄膜太阳能电池的发展等原因而下降,但其主导地位仍不会根本改变;而薄膜电池如果能够解决转换效率不高、制备薄膜电池所用设备价格昂贵等问题,会有巨大的发展空间。
8.太阳能发电站的科普知识
太阳能发电系统主要包括:太阳能电池组件、控制器、蓄电池、逆变器、负载等组成。
其中,太阳能电池组件和蓄电池为电源系统,控制器和逆变器为控制保护系统,负载为系统终端。1.太阳能电池组件太阳能电池组件是发电系统中的核心部分,其作用是将太阳的辐射能直接转换为直流电,供负载使用或存贮于蓄电池内备用。
一般根据用户需要,将若干太阳能电池板按一定方式连接,组成太阳能电池方阵(阵列),再配上适当的支架及接线盒组成太阳能电池组件。2.充电控制器在太阳能发电系统中,充电控制器的基本作用是为蓄电池提供最佳的充电电流和电压,快速、平稳、高效的为蓄电池充电,并在充电过程中减少损耗、尽量延长蓄电池的使用寿命;同时保护蓄电池,避免过充电和过放电现象的发生。
高级的控制器可以同时记录并显示系统各种重要数据,如充电电流、电压等。控制器主要功能如下:1) 过充保护 避免蓄电池因充电电压过高而造成损坏。
2) 过放保护 避免蓄电池因放电到过低的电压而损坏。3) 防反接功能 避免蓄电池及太阳能电池板因正负极接反而不能使用甚至酿成事故。
4) 防雷击功能 避免因雷击而损坏整个系统。5) 温度补偿 主要针对温差大的地方,保证蓄电池处于最佳的充电效果。
6) 定时功能 控制负载的工作时间,避免能源浪费。7) 过流保护 当负载过大或短路时,自动切断负载,保证系统的安全运。
8) 过热保护 当系统工作温度过高时,自动停止给负载供电,故障排除后,自动恢复正常工作。9) 自动识别电压 对于不同的系统工作电压,自动识别,无须另外设置。
3.蓄电池蓄电池作用是将太阳能电池方阵发出直流电贮存起来, 供负载使用。在光伏发电系统中, 蓄电池处于浮充放电状态。
白天太阳能电池方阵给蓄电池充电,同时方阵还给负载用电,晚上负载用电全部由蓄电池供给。因此, 要求蓄电池的自放电要小, 而且充电效率要高, 同时还要考虑价格和使用是否方便等因素。
4.逆变器绝大多数用电器,如日光灯、电视机、电冰箱、电风扇和绝大多数动力机械等都是以交流电工作,要想这类用电器能正常工作,太阳能发电系统需要将直流电变换成交流电,具有这种功能的电力电子设备称作逆变器。逆变器还具有自动稳压功能,可改善光伏发电系统的供电质量。
下面以100W输出功率,每天使用6个小时为例,介绍一下计算方法:1.首先应计算出每天消耗的瓦时数(包括逆变器的损耗):若逆变器的转换效率为90%,则当输出功率为100W时,则实际需要输出功率应为100W/90%=111W; 若按每天使用5小时,则耗电量为111W*5小时=555Wh。2.计算太阳能电池板:按每日有效日照时间为6小时计算,再考虑到充电效率和充电过程中的损耗,太阳能电池板的输出功率应为555Wh/6h/70%=130W。
其中70%是充电过程中,太阳能电池板的实际使用功率。3.充电控制器的选择:130W的太阳能电池板它的最大输出电流是7.7A。
因此应该选取充电电流至少为8A的充电控制器。4.蓄电池的选择:若采用12V的蓄电池,其放电深度为50%,则应使用555Wh/12V/50%=90Ah的蓄电池;若选择24V的蓄电池,则蓄电池的容量应为555Wh/24V/50%=45Ah。
太阳能电池的额定输出功率与转换效率有关,一般来讲,单位面积的电池组件,转换效率越高,其输出功率越大。太阳能电池的转换效率一般在14~17%之间,每平方厘米的电池片,其输出功率在14~16mW,每平方米的太阳能电池组件输出功率约120WP.太阳能电池组件的测试,需用专门的检测设备,在标准的条件下检测。
由于检测设备非常昂贵,一般的检测方法是:利用碘钨灯或白炽灯,模拟太阳光,比较样品作对比测试,主要检测其开路电压与短路电流,检测的时候注意控制温度,不能超过25℃。 太阳能光伏发电需要综合考虑各种因素,只有掌握了准确的资料后,才能确定电池板的安装方式、最低功率、规格(太阳能电池板每天的有效发电量必须太于负载的用电量)及蓄电池的容量、性能及控制方式。
使产品达到最佳性价比。如果对相关因素的估算失误,就会直接影响到独立光伏发电系统性能和造价。
(1)现场的地理位置.。包括:地点、纬度、经度、海拔等。
(2)安装地点的气象条件。包括:逐月太阳能总辐射量,直接辐射量(或日照百分比),年平均气温,最长连续阴雨天数,最大风速及冰雹、降雪等特殊气象情况。
(3)最大负载量。包括:负载每天工作时间及平均耗电量,连续阴雨天需工作的时间。
(4)负载用电特性由于太阳能电池阵列输出的电流是直流,如果负载是交流的话,需要经过逆变器的转换,才能正常工作,这样太阳能最终供给负载的能量损耗就增大,从而所需太阳能电池就会增大,导致太阳能供电系统造价增大。(5)交流负载对电源的要求交流负载除了需要更大的太阳能电池板外,对逆变器的要求也会因负载的不同而不同。
一般来讲纯电阻性质的负载例如电热丝,对逆变器要求不高,可用普通的修正波逆变器。而电视、电动机对电源要求相对要高,需要的逆变器功率及输出特性都要高,需用大功率的正弦波的逆变器,才能保证负载能正常工作,不受干扰。
负载要求不同,造价也不。