太阳能电池基础知识
太阳能电池基础知识
第一：太阳能电池基础知识第一：太阳能电池基础知识(说明：文档中图形，稍后补上）编辑本段回目录太阳电池片的工作原理第1章1 半导体物理基础1.1 半导体的性质世界上的物体如果以导电的性能来区分，有的容易导电，有的不容易导电。
容易导电的称为导体，如金、银、铜、铝、铅、锡等各种金属；不容易导电的物体称为绝缘体，常见的有玻璃、橡胶、塑料、石英等等；导电性能介于这两者之间的物体称为半导体，主要有锗、硅、砷化镓、硫化镉等等。
众所周知，原子是由原子核及其周围的电子构成的，一些电子脱离原子核的束缚，能够自由运动时，称为自由电子。
金属之所以容易导电，是因为在金属体内有大量能够自由运动的电子，在电场的作用下，这些电子有规则地沿着电场的相反方向流动，形成了电流。
自由电子的数量越多，或者它们在电场的作用下有规则流动的平均速度越高，电流就越大。
电子流动运载的是电量，我们把这种运载电量的粒子，称为载流子。
在常温下，绝缘体内仅有极少量的自由电子，因此对外不呈现导电性。
半导体内有少量的自由电子，在一些特定条件下才能导电。
半导体可以是元素，如硅（Si）和锗（Ge），也可以是化合物，如硫化镉（OCLS）和砷化镓（GaAs），还可以是合金，如GaxAL1-xAs，其中x为0-1之间的任意数。
许多有机化合物，如蒽也是半导体。
半导体的电阻率较大（约10-5≤ρ≤107Ω⋅m），而金属的电阻率则很小（约10-8∼10-6Ω⋅m），绝缘体的电阻率则很大（约ρ≥108Ω⋅m）。
半导体的电阻率对温度的反应灵敏，例如锗的温度从200C升高到300C，电阻率就要降低一半左右。
金属的电阻率随温度的变化则较小，例如铜的温度每升高1000C，ρ增加40%左右。
电阻率受杂质的影响显著。
金属中含有少量杂质时，看不出电阻率有多大的变化，但在半导体里掺入微量的杂质时，却可以引起电阻率很大的变化，例如在纯硅中掺入百万分之一的硼，硅的电阻率就从2.14×103Ω⋅m减小到0.004Ω⋅m左右。
太阳能电池基础知识介绍
地表石油、瓦斯、煤矿的存储量及使用年限
传统的能源总有耗尽的一天， 传统的能源总有耗尽的一天，同时这些传统矿物发电方式对环 境的污染目前越来越显而易见，例如著名的“温室效应” 境的污染目前越来越显而易见，例如著名的“温室效应”。在 全球经济高速发展的今天， 全球经济高速发展的今天，世界主要国家都积极地研发再世能 源取代矿物燃料发电，以减轻传统发电方式所产生的污染问题。 源取代矿物燃料发电，以减轻传统发电方式所产生的污染问题
太阳能的应用
太阳能热利用技术
通过转换装置把太阳辐射能转换 成热能（&太阳能热水器）。
光热转换 光电转换
太阳能光伏技术
通过转换装置把太阳辐射能转换 成电能的利用属于太阳能光发电 技术，光电转换装置通常是利用 半导体器件的光伏效应原理进行 光电转换，因此也称太阳能光伏 技术。
太阳能电池属于光电转化技术
薄膜太阳能电池概述
提纲
1.为什么要发展太阳能电池技术 2.为什么要发展薄膜太阳能技术 3. AMAT设备简介
一、为什么要发展太阳能电池技术 1: 传统（不可再生能源）能源日益紧缺 传统（不可再生能源） 2: 传统能源造成环境恶化 3: 太阳光能的巨大潜力 4: 人类科技的进步，文明的提升
今后五十年人类将面临的十个难题
各种电池的优缺点（Si基太阳能电池）
电池类别 制备周 期 所需源材 料厚度 产业化 效率 光照稳 定性 能源回 收期 成本核 算
C-Si(晶体硅）
长
250um
ห้องสมุดไป่ตู้
16~20%
优
长
1.2～ ～ 2$/W
a-si(非晶硅）
短
<500nm
5～7%
差
短
光伏太阳能电池基本知识PPT课件
7
太阳能电池的种类（按材料的种类区分）
8
各种太阳能电池的效率（实验室电池）
9
太阳能电池的发展趋势
太阳能电池发展瓶颈：效率、稳定性、成本。 以硅片为载体的光伏电池制造技术，其理论极限效率为29%，按目前的技术路线， 提升效率的难度已经非常大。 薄膜太阳能电池由于具有大面积沉积、低材料消耗及可在低成本基板上制作，有较大 的成本下降潜力的优点，其发展前景非常看好，成为阶段发展研究的重点。 第三代太阳能电池不断出现：染料敏化纳米晶太阳能电池成本仅为常规电池的1/8至 1/10。
19
太阳辐射——太阳辐照数据
重要的太阳辐射数据来源是从卫星图像上测得的太阳辐射。这些图像提供了特定 地区的云层覆盖水平的信息。云层覆盖水平的相关信息可以用来估算当地的日照度。
20
第三节 半导体基本知识
21
半导体基本知识
半导体，指常温下导电性能介于导体与绝 缘体之间的材料。
半导体材料可以来自元素周期表中的Ⅴ族 元素，或者是Ⅲ族元素与Ⅴ族元素相结合（叫 做Ⅲ -Ⅴ型半导体 ），还可以是Ⅱ族元素与Ⅵ 族元素相结合（叫做Ⅱ -Ⅵ型半导体 ）。硅是 使用最为广泛的半导体材料。
3
为什么要研究太阳能电池
1、化石燃料终将枯竭，太阳能是地 2、环境污染日益严重。 球上大多数能源的终极来源。
4
可再生能源简介
目前人类可利用的新能源包括太阳能、风能、地热能、水能、海洋能等。
太阳能发电
太阳能是最为 理想的可再生 能源和无污染能源。水力Leabharlann 电风力发电地热能发电
潮汐发电
5
太阳能电池的原理
A M co s 0 .50（ 5 9 1.0 7 67 2 9） 9 1 .3 .563 64
太阳能电池培训资料
太阳能电池的效率与限制因素
01
太阳能电池的效率是指将太阳能转换成电能的比率，通常在10%-20%之间。
02
限制太阳能电池效率的因素包括：太阳光的吸收率、温度、污染物等。
03
提高太阳能电池效率的方法包括：使用更高效的太阳能电池板、优化太阳能电 池板的角度和方向、保持太阳能电池板的清洁等。
03
太阳能电池的生产流程
我国太阳能电池产业发展迅速，产量和装机量均位居全球首位，技术水平不断提 升，产业链不断完善。
发展目标
我国政府提出了“千家万户沐光行动”和“光伏扶贫”等计划，目标是到2030年 ，太阳能电池装机容量达到500GW，可再生能源电力装机占电力总装机比重达 到35%左右。
太阳能电池技术的发展趋势与挑战
发展趋势
2023
太阳能电池培训资料
汇报人：
目录
• 太阳能电池简介 • 太阳能电池的工作原理 • 太阳能电池的生产流程 • 太阳能电池的材料与结构 • 太阳能电池市场与前景 • 太阳能电池的安装与维护
01
太阳能电池简介
太阳能电池的发展历程
1 2
第一代太阳能电池
硅太阳能电池，发展时间最长，技术最成熟， 目前占据主导地位。
农业和农村应用
移动能源
太阳能光伏发电系统为灌溉、温室等设施提 供电力，促进农业现代化。
太阳能充电站、太阳能汽车、太阳能船舶等 为移动设备提供清洁可再生的能源。
02
太阳能电池的工作原理
光电效应
1
光电效应是指光照射到物质表面时，物质会吸 收光能，并释放电子，产生电流。
2
在太阳能电池中，光电效应是利用光能转化为 电能的基本原理。
3
太阳能电池表面的太阳能吸收层会吸收太阳光 ，产生电子和空穴对，这些电子和空穴对进一 步形成电流。
太阳能电池基础知识定义及介绍
太阳能电池基础知识定义及介绍第一篇：太阳能电池基础知识定义及介绍太阳能电池基础知识定义及介绍中文名称：太阳能电池英文名称：solar cell 定义1：将太阳辐射直接转换成电能的器件。
所属学科：电力（一级学科）；可再生能源（二级学科）定义2：以吸收太阳辐射能并转化为电能的装置。
所属学科：资源科技（一级学科）；能源资源学（二级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布百科名片太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。
以光电效应工作的薄膜式太阳能电池为主流，而以光化学效应工作的湿式太阳能电池则还处于萌芽阶段。
目录历史太阳能电池的原理光—热—电转换光—电直接转换太阳能电池产业现状全球太阳能电池产业现状我国太阳能电池产业现状太阳能电池及太阳能发电前景简析太阳能电池的分类太阳能电池的分类简介（1）硅太阳能电池（2）多元化合物薄膜太阳能电池（3）聚合物多层修饰电极型太阳能电池（4）纳米晶太阳能电池（5）有机太阳能电池太阳能电池（组件）生产工艺封装流程：组件高效和高寿命如何保证：太阳电池组装工艺简介：太阳能电池阵列设计步骤太阳能电池发展市场太阳能电池发展市场简介利用太阳能电池的离网发电系统利用太阳能电池的并网发电系统新型太阳电池染料敏化太阳电池串叠型电池历史太阳能电池的原理光—热—电转换光—电直接转换太阳能电池产业现状全球太阳能电池产业现状我国太阳能电池产业现状太阳能电池及太阳能发电前景简析太阳能电池的分类太阳能电池的分类简介（1）硅太阳能电池（2）多元化合物薄膜太阳能电池（3）聚合物多层修饰电极型太阳能电池（4）纳米晶太阳能电池（5）有机太阳能电池太阳能电池（组件）生产工艺封装流程：组件高效和高寿命如何保证：太阳电池组装工艺简介：太阳能电池阵列设计步骤太阳能电池发展市场太阳能电池发展市场简介利用太阳能电池的离网发电系统利用太阳能电池的并网发电系统新型太阳电池染料敏化太阳电池串叠型电池展开编辑本段历史术语“光生伏打(Ph otovoltaics)”来源于希腊语，意思是光、伏特和电气的，来源于意大利物理学家亚历山德罗·伏特的名字，在亚历山德罗·伏特以后“伏特”便作为电压的单位使用。
太阳能电池基本知识-
太阳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，它的构和生产工艺已定型，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。
光伏发电的基础知识
光伏发电的基础知识光伏发电是一种利用太阳能转化为电能的技术，它是一种可再生能源，被广泛应用于家庭、工业和商业等领域。
本文将介绍光伏发电的基础知识，包括光伏效应、光伏电池、光伏组件和光伏发电系统。
一、光伏效应光伏效应是指当光线照射在半导体材料上时，会产生光生电子和空穴对，从而产生电流。
这个效应最早由法国物理学家贝克勒尔于1839年发现。
当光线照射在半导体材料上时，光子的能量会被传递给半导体中的电子，使其跃迁到导带中，形成电流。
光伏效应是光伏发电的基础。
二、光伏电池光伏电池，也称为太阳能电池，是将光能直接转化为电能的装置。
光伏电池由多个薄片组成，每个薄片由两层半导体材料构成，一层为P型半导体，另一层为N型半导体。
当光线照射在光伏电池上时，光子的能量会被传递给半导体中的电子，使其跃迁到导带中，形成电流。
光伏电池的常见材料有单晶硅、多晶硅和非晶硅等。
三、光伏组件光伏组件是由多个光伏电池组装而成的装置，也被称为光伏板或太阳能板。
光伏组件的主要功能是将光能转化为直流电能。
光伏组件通常由玻璃、背板、电池片和边框等组成。
玻璃用于保护电池片，背板用于支撑和固定电池片，边框用于保护和加强光伏组件的结构。
四、光伏发电系统光伏发电系统是将光伏组件与其他组件相结合，形成一个完整的发电系统。
光伏发电系统主要由光伏组件、逆变器、电池储能系统和配电系统等组成。
光伏组件负责将光能转化为直流电能，逆变器用于将直流电能转化为交流电能，电池储能系统用于储存电能，配电系统用于将电能输送到需要的地方。
光伏发电系统可以实现自给自足，也可以将多余的电能卖给电网，实现发电与用电的平衡。
光伏发电技术已经取得了长足的发展，目前已经成为一种主流的清洁能源技术。
光伏发电具有环保、可再生、分布式等特点，可以有效减少对传统能源的依赖，降低碳排放，推动可持续发展。
随着技术的进步和成本的降低，光伏发电将在未来得到更广泛的应用。
太阳能电池基本知识
第三章太阳能电池的基本原理本章以单晶硅pn结太阳能电池为例，介绍半导体太阳能电池的基本工作原理、一、太阳能电池的结构和基本工作原理产生了电动势。
因而光伏效应是半导体电池实现光电转换的理论基础，也是某些光电器们将来仔细分析一下pn结的光伏效应。
部。
能量大于禁带宽度的光子，由本征吸收在结的两边产生电子-空穴对。
在光激发下多无光照光照激发1、半导体材料对一定波长的入射光有足够大的光吸收系数α，即要求入射光子的能量hν大所以这两种电池都可以而硅太阳能电池，对太产生了一个与平衡pn结内建电场相反的光生电场，于是在p区的界面或表面产生光生载流子，在势垒区电场的作用下，光生产生光生电压。
汽，推动发电机发电；原子能发电则是以核裂变放出的能量代替燃烧石油或煤，而水力发电太阳能电池的结构单晶硅太扩散n型杂质，形构。
为取出玻璃衬底非先在玻璃衬底上淀然后依次用等离子型和n 型三层a-Si衬底上沉积pin非晶后与单晶硅电池一二、太阳能电池的输出特性1、光电池的电流电压特性压V作用下的pn结正向电流I，流经外电路的电流I。
I和I都p nL结正向电流II根据p-n结整流方程，在正向偏压下，通过结的正向电流为：I F=I s[exp(qV/kT)-1]其中：V是光生电压，Is是反向饱和电流。
随光照深入而减少，即产生率Q是x函数。
为了简便起见，散到p-n结面而进入另一边，这样光生电流I应该是：这就是负载电阻上电流与电压的关系，也就是光电池的伏安特性方程。
左图分别不论是一般的化学电池还是太阳能电池，其输出特性的伏安特性曲线，可以得到描述太阳能电池的四个输出参数。
２、描述太阳能电池的参数１、开路电压Voc压即为开路电压Voc。
L FV＝kTq ln(I LI+1)2、短路电流I sc３、填充因子FF佳工作点，该点的电压和电流分别称为最佳工作电压Vop和最填充因子定义为：FF = V op I opV I=P maxV I它表示了最大输出功率点oc４、太阳能电池的能量转化效率η实际转换效率本征转换效率即：η=（太阳能电池的输出功率/入射的太阳光功率）x100%V oc •I sc •FF P •S三、太阳能电池的等效电路1、理想pn 结太阳能电池的等效电路理想pn结太阳能电池可以（光生电用一恒定电流源Iph流）及一理想二极管的并联来表示。
光伏太阳能应用基础知识大全
光伏太阳能是一种利用太阳能将光能转换成电能的技术，它具有环保、可再生、长寿命等优点，在现代能源领域得到了广泛的应用。
以下是光伏太阳能应用基础知识的一些重要内容：
1.光伏电池：光伏电池是将太阳能转换成电能的核心部件，其工作原理是利用半导体材料的光生伏特效应将光能转换成电能。
2.太阳能电池组件：太阳能电池组件是由多个光伏电池组成的，可以将太阳能转换成直流电能。
3.逆变器：逆变器是将直流电能转换成交流电能的关键设备，可以将太阳能电池组件产生的直流电能转换成符合电网标准的交流电能。
4.光伏发电系统：光伏发电系统是由光伏电池组件、逆变器、电池组、监控系统等组成的，可以将太阳能转换成电能，并将电能储存起来或直接供应给电网。
5.光伏电站：光伏电站是由多个光伏发电系统组成的，可以将大面积的太阳能转换成电能，并将电能输送到电网中。
6.光伏应用领域：光伏技术可以应用于家庭、工业、商业、农业、交通等多个领域，可以用于发电、照明、空调、通信、监控等方面。
7.光伏发电的优势和不足：光伏发电具有环保、可再生、长寿命等优点，但其发电效率受天气、光照等因素影响较大，成本较高，存在着一定的局限性。
总之，光伏太阳能是一种重要的清洁能源，具有广泛的应用前景，在未来的能源领域中将发挥越来越重要的作用。
《太阳能电池》课件
交通工具用电
太阳能汽车
利用太阳能电池板为电动汽车提供动力，减少对传统能源的依赖。
太阳能飞机
在飞机上安装太阳能电池板，为飞机提供辅助动力，减少燃油消耗。
04
太阳能电池的优缺点
优点
环保性
太阳能电池利用太阳能 进行发电，不产生任何 污染物，对环境友好。
可持续性
太阳能资源丰富，且可 再生，使用太阳能电池 有助于实现能源的可持
多元化应用
除了家庭和工业应用外，太阳 能电池在交通、航空航天等领
域的应用也将得到拓展。
05
太阳能电池的制造与维护
制造过程
制造流程
制造设备
从原材料的选取、加工、组装到成品 测试，太阳能电池的制造过程需要经 过多个环节。
制造太阳能电池需要一系列专业设备 ，包括晶体生长炉、表面处理设备、 电极制备设备等。
更换损坏组件
对于损坏或老化严重的组件，需要及时更换，以保证整个系统的 稳定性和效率。
使用注意事项
安装角度与方向
安装太阳能电池板时，应考虑当地的气候和太阳高度角，使电池 板与太阳光垂直，以获得最大的能量转换效率。
避免遮挡
确保太阳能电池板周围没有遮挡物，以免影响光线的照射和能量的 转换。
定期检查系统
定期检查整个太阳能发电系统，包括电池板、控制器和储能设备等 ，确保系统正常运行并延长使用寿命。
商业用电
商业屋顶光伏电站
大型商业建筑如商场、办公楼等可安 装太阳能电池板，满足部分电力需求 ，降低运营成本。
光伏照明系统
太阳能路灯、景观灯等为商业区提供 照明，节能环保且维护成本低。
公共设施用电
01
公共建筑如图书馆、博物馆等可 利用太阳能电池板提供部分电力 ，降低建筑运营成本。
了解太阳能电池知识点总结
了解太阳能电池知识点总结太阳能电池是利用太阳能直接将太阳光转化为电能的一种设备。
随着环境污染和能源短缺问题日益突出，人们对太阳能电池的探究和应用越来越重视。
本文将从太阳能电池的原理、种类、工作原理、效率和应用范围等方面进行深度解析，让读者对太阳能电池有更全面的了解。
太阳能电池的原理主要是光伏效应。
光伏效应是指当太阳光照耀到半导体材料上时，能量会导致半导体中电子跃迁，形成电子空穴对，从而产生电压和电流。
太阳能电池的原理与平凡的电池不同，平凡的电池是通过化学反应产生电能，而太阳能电池则是通过光能转化为电能。
太阳能电池主要分为晶体硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池两种类型。
晶体硅太阳能电池是最早进步的太阳能电池，由单晶硅或多晶硅制成。
晶体硅太阳能电池的效率较高，但制造成本也较高。
而非晶硅太阳能电池则由非晶硅制成，制造成本低，但效率相对较低。
太阳能电池的工作原理可以简易概括为将太阳光转化为电能。
当太阳光照耀到太阳能电池上时，光子的能量被半导体材料吸纳后，会产生电子-空穴对。
通过PN结，电子和空穴会分别往两个不同方向挪动，产生电流。
最终，这些电流会通过导线传输到负载上，完成太阳能电池的工作。
太阳能电池的效率是衡量其性能的重要指标。
理论上，太阳能电池的效率可以达到33.7%，但实际上目前的太阳能电池效率大约在15%至23%之间。
太阳能电池的效率受多种因素影响，比如材料的选择、制备工艺、辐射条件等。
提高太阳能电池的效率是科学家们的重要探究方向之一。
太阳能电池的应用范围分外广泛。
目前主要应用领域包括太阳能发电、太阳能热水器、太阳能路灯、太阳能风扇等。
太阳能发电是最为常见的应用方式，可以为家庭和商业建筑提供清洁能源。
太阳能热水器则利用太阳能将水加热，用于家庭生活。
太阳能路灯和太阳能风扇则利用太阳能供电，缩减对传统能源的依靠。
总之，了解太阳能电池的原理、种类、工作原理、效率和应用范围等知识点是必不行少的。
太阳能电池作为一种清洁、可再生的能源设备，具有巨大的潜力和进步空间。
太阳能电池基础知识
一,基础知识(1)太阳能电池的发电原理太阳能电池是利用半导体材料的光电效应,将太阳能转换成电能的装置.●半导体的光电效应所有的物质均有原子组成,原子由原子核和围绕原子核旋转的电子组成.半导体材料在正常状态下,原子核和电子紧密结合(处于非导体状态),但在某种外界因素的刺激下,原子核和电子的结合力降低,电子摆脱原子核的束搏,成为自由电子.光激励核核电子空穴电子●PN 结合型太阳能电池电子对太阳能电池是由P 型半导体和N 型半导体结合而成,N 型半导体中含有较多的空穴,而P 型半导体中含有较多的电子,当P 型和N 型半导体结合时在结合处会形成电势当芯片在受光过程中,带正电的空穴往P 型区移动,带负电子的电子往N 型区移动,在接上连线和负载后,就形成电流..－＋－N 型PN结＋－＋＋－＋－＋－N 区－－－－－－PN 结合＋－＋＋－＋－＋－电势＋＋＋＋＋＋P 区－＋－P 型(2)太阳能电池种类硅半导体结晶类非晶类单晶硅电池多晶硅电池非晶硅电池转换效率:17%转换效率:14%转换效率:6-7%空间用民用民用※在现在的太阳能电池产品中,以硅半导体材料为主,其中又以单晶硅和多晶硅为代表.由于 其原材料的广泛性,较高的转换效率和可靠性,被市场广泛接受.非晶硅在民用产品上也有 广泛的应用(如电子手表,计算器等),但是它的稳定性和转换效率劣于结晶类半导体材料. 化合物太阳能电池由于其材料的稀有性和部分材料具有公害,现阶段未被市场广泛采用.※现在太阳能电池的主流产品的材料是半导体硅,是现代电子工业的必不可少的材料,同时 以氧化状态的硅原料是世界上第二大的储藏物质.※京瓷公司早在上世纪的八十年代就认识到多晶硅太阳能电池的光阔前景和美好未来,率先 开启多晶硅太阳能电池的工业化生产大门.现在已经是行业的龙头,同时多晶硅太阳能电 池也结晶类太阳能电池的主流产品(太阳能电池的 70%以上).(3)多晶硅太阳能电池的制造方法破锭(150mm *155mm )N 极烧结 电极 印刷 ( 正 反压芯片串,并联,形成设计需要 的 电 流( 一片芯 片 的 电 封 装 工 艺组配叠片层压玻璃(防冲 EVA(缓冲) 芯片(发电) EVA(缓冲) 背垫(防湿)模拟光源,输出测试边框安装(4)太阳能电池关连的名称和含义●转换效率太阳能电池的转换效率是指电池将接收到的光能转换成电能的比率输出功率 转换效率 = 100%太阳能电池板被照射的太阳能※标准测试状态 由于太阳能电池的输出受太阳能的辐射强度,温度等自然条件的影响,为了表述太 阳能电池的输出和评价其性能,设定在太阳能电池板的表面温度为 25 度,太阳能辐 射强度为 1000 ｗ/㎡、分光分布 AM1.5 的模拟光源条件下的测试为标准测试状态.大气层AM1 θ=90 度AM1.5(标准测定状态) 地面θ＝41.8 度0 度 25 度 50 度 75 度分光分布小知识晶硅类理论转换效率极限为 29%,而现在的太阳能电池的转换效率为 17%～19%,因此,太 阳能电池的技术上还有很大的发展空间.●太阳能电池输出特性【太阳能电池电流---电压特性(I-V 曲线)】短路电流 I ｓｃ最佳输出动作电流 电流Ipm最大输出动作电压 V ｐｍ最佳动作点 最大输出最大输出(PM):最大输出电压(Vpm) 最大输出电流( Ipm ) 开路电压(Voc ):开路状态的太阳能电池端子间的电压 短路电流(Isc ):太阳能电池端子间的短路电流 最大输出电压(V ｐｍ):最大输出状态时的动作电压 最大输出电流(Ipm ):最大输出状态时的动作电流电压开路电压 Voc【日照强度变化和 I-V 曲线】【温度变化和 I-V 曲线】1000W/㎡ 800W/㎡ 600W/㎡电流电流400W/㎡电压电压【日照强度—最大输出特性 】【温度-最大输出特性】120最 100 大80输 60 出 40 %20200 400 600 800 1000 1200日照强度(W/㎡)120最100大 80 输 60出 %20-25255075100温度(度)●太阳能电池的短路电流和日照强度成正比●太阳能电池对环境的贡献①对防止地球温暖化,减轻对地球环境的贡献●太阳能电池的输出随着池片的表面温度上升而下降,●输出随着季节的温度变化而变化●在同一日照强度下,冬天的输出比夏天高从太阳能发电系统排放的二氧化碳,即使是考虑其生产过程的排放量,也绝对少于传统的燃料发电设备,是防止地球温暖化的环保设备.同时在发电时,不排放氧化硫,氧化氮等污染物,减轻了对环境的压力.例:3ｋW 太阳能发电系统对环境污染物的削减量Co2NOｘSOｘ石油替代量:729L/年减排放CO2能力:540kg-C/ 年森林面积换算:5544 ㎡②对能源和节能的贡献太阳能电池2。
太阳能电池组件基本知识
层压
太阳电池层压工艺中， 消除EVA中的气泡是封 装成败的关键，层叠时 进入的空气与EVA交联 反应产生的氧气是形成 气泡的主要原因。
检测
太阳电池组件出厂前须 先进行性能测试，在标 准测试条件下对太阳能 电池组件的开路电压、 短路电流、最大输出功 率等进行阳电池组件封装材料
组件的工作寿命与封装材料和封 装工艺有很大的关系，封装件的寿命是 决定组件寿命的重要因素。
主要封装材料 ：
1. 玻璃：采用绒面低铁钢化玻璃 (又称为白玻 璃)，厚度3.2mm, 透光率达89％以上。
2. EVA：采用加有抗紫外剂、抗氧化剂和固 化剂的优质EVA （乙烯－醋酸乙烯共聚物） 膜层作为太阳电池的密封剂和与玻璃、 TPT之间的连接剂。具有高透光率（胶膜 固化后透光率≥89.5％）和抗老化能力。
3．TPT（聚氟乙烯复合膜）：用于太阳电池 组件封装的TPT至少应该有三层结构：外层保 护层PVF具有良好的抗环境侵蚀能力，中间层 为聚脂薄膜具有良好的绝缘性能，内层PVF需 经表面处理和EVA具有良好的粘接性能。
另外其颜色为白色，对阳光起反射作用， 因此对组件的效率略有提高，并因其具有较 高的红外发射率，还可降低组件的工作温度， 提高组件的效率。
激光划片
太阳电池每片峰值工作电压0.45～0.5V左右 （开路电压约0.6V）。将一片切成两片后，每 片电压不变，太阳电池的功率与电池板的面积 成正比（同样转化效率下）。
焊接
用镀锡铜带（互联条、汇流带）按需要将电 池片串连或并联焊接好，并引出电极。 焊接时主要注意点： 1.互联条、汇流带焊接前须浸泡助焊剂 2.恒温电烙铁温度设定为330℃～380℃ 3.电池片单条主栅线焊接时间≤3秒
个别组件不足 值降低整个工 程电池方阵的 效率！！！
非晶硅太阳能电池基础知识
由太阳电池的输出特性曲线可以看出：虽然在同样的光照下同一块太 阳电池负载不同，太阳电池的输出功率也不同，
A点：负载电阻RA,RA.VA/Id(1/RA的斜率)此时太阳电池的输出功率为： PA=Id*VA
B点：“负载电阻为RB的输出功率为PB=IdVB,显然PB＞PA P点：输出功率最大，Vm=Im-Vm称作
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1、晶体硅太阳电池 2、非晶硅太阳电池
1、短路电流Isc ----- 在一定的光照下通常取AM1.5=100mw/cm²输 出端短路时，太阳电池的输出电流。
2、开路电压Voc---在一定的光照(AM1.5)输出端开路时，太阳电池 的两端的电压。
3、填充因子 FF 填充因数FF定义为：FF=Pm / (Isc * Voc) =(Im * Vm) /
非晶硅太阳能电池基础知识
太阳能电池是能把光能直接转换成电能的半导体器件，主要是 半导体材料制造成的。
太阳电池把光能转化成电能，包括下面三个过程； 1、太阳光或其他光照射到太阳能电池的表面。 2、太阳能电池的半导体能吸收光子，并激发出电子－空穴对，
这些电子空穴对被太阳电池的内建场分离，分离的条件： a、有内建电场； b、电子空穴有足够长的寿命和迁移率，使μt足够大， μt
太阳能电池基础知识
一,基础知识(1)太阳能电池的发电原理太阳能电池是利用半导体材料的光电效应,将太阳能转换成电能的装置.●半导体的光电效应所有的物质均有原子组成,原子由原子核和围绕原子核旋转的电子组成.半导体材料在正常状态下,原子核和电子紧密结合(处于非导体状态),但在某种外界因素的刺激下,原子核和电子的结合力降低,电子摆脱原子核的束搏,成为自由电子.光激励核核电子空穴电子●PN 结合型太阳能电池电子对太阳能电池是由P 型半导体和N 型半导体结合而成,N 型半导体中含有较多的空穴,而P 型半导体中含有较多的电子,当P 型和N 型半导体结合时在结合处会形成电势当芯片在受光过程中,带正电的空穴往P 型区移动,带负电子的电子往N 型区移动,在接上连线和负载后,就形成电流..－＋－N 型PN结＋－＋＋－＋－＋－N 区－－－－－－PN 结合＋－＋＋－＋－＋－电势＋＋＋＋＋＋P 区－＋－P 型(2)太阳能电池种类硅半导体结晶类非晶类单晶硅电池多晶硅电池非晶硅电池转换效率:17%转换效率:14%转换效率:6-7%空间用民用民用※在现在的太阳能电池产品中,以硅半导体材料为主,其中又以单晶硅和多晶硅为代表.由于 其原材料的广泛性,较高的转换效率和可靠性,被市场广泛接受.非晶硅在民用产品上也有 广泛的应用(如电子手表,计算器等),但是它的稳定性和转换效率劣于结晶类半导体材料. 化合物太阳能电池由于其材料的稀有性和部分材料具有公害,现阶段未被市场广泛采用.※现在太阳能电池的主流产品的材料是半导体硅,是现代电子工业的必不可少的材料,同时 以氧化状态的硅原料是世界上第二大的储藏物质.※京瓷公司早在上世纪的八十年代就认识到多晶硅太阳能电池的光阔前景和美好未来,率先 开启多晶硅太阳能电池的工业化生产大门.现在已经是行业的龙头,同时多晶硅太阳能电 池也结晶类太阳能电池的主流产品(太阳能电池的 70%以上).(3)多晶硅太阳能电池的制造方法破锭(150mm *155mm )N 极烧结 电极 印刷 ( 正 反压芯片串,并联,形成设计需要 的 电 流( 一片芯 片 的 电 封 装 工 艺组配叠片层压玻璃(防冲 EVA(缓冲) 芯片(发电) EVA(缓冲) 背垫(防湿)模拟光源,输出测试边框安装(4)太阳能电池关连的名称和含义●转换效率太阳能电池的转换效率是指电池将接收到的光能转换成电能的比率输出功率 转换效率 = 100%太阳能电池板被照射的太阳能※标准测试状态 由于太阳能电池的输出受太阳能的辐射强度,温度等自然条件的影响,为了表述太 阳能电池的输出和评价其性能,设定在太阳能电池板的表面温度为 25 度,太阳能辐 射强度为 1000 ｗ/㎡、分光分布 AM1.5 的模拟光源条件下的测试为标准测试状态.大气层AM1 θ=90 度AM1.5(标准测定状态) 地面θ＝41.8 度0 度 25 度 50 度 75 度分光分布小知识晶硅类理论转换效率极限为 29%,而现在的太阳能电池的转换效率为 17%～19%,因此,太 阳能电池的技术上还有很大的发展空间.●太阳能电池输出特性【太阳能电池电流---电压特性(I-V 曲线)】短路电流 I ｓｃ最佳输出动作电流 电流Ipm最大输出动作电压 V ｐｍ最佳动作点 最大输出最大输出(PM):最大输出电压(Vpm) 最大输出电流( Ipm ) 开路电压(Voc ):开路状态的太阳能电池端子间的电压 短路电流(Isc ):太阳能电池端子间的短路电流 最大输出电压(V ｐｍ):最大输出状态时的动作电压 最大输出电流(Ipm ):最大输出状态时的动作电流电压开路电压 Voc【日照强度变化和 I-V 曲线】【温度变化和 I-V 曲线】1000W/㎡ 800W/㎡ 600W/㎡电流电流400W/㎡电压电压【日照强度—最大输出特性 】【温度-最大输出特性】120最 100 大80输 60 出 40 %20200 400 600 800 1000 1200日照强度(W/㎡)120最100大 80 输 60出 %20-25255075100温度(度)●太阳能电池的短路电流和日照强度成正比●太阳能电池对环境的贡献①对防止地球温暖化,减轻对地球环境的贡献●太阳能电池的输出随着池片的表面温度上升而下降,●输出随着季节的温度变化而变化●在同一日照强度下,冬天的输出比夏天高从太阳能发电系统排放的二氧化碳,即使是考虑其生产过程的排放量,也绝对少于传统的燃料发电设备,是防止地球温暖化的环保设备.同时在发电时,不排放氧化硫,氧化氮等污染物,减轻了对环境的压力.例:3ｋW 太阳能发电系统对环境污染物的削减量Co2NOｘSOｘ石油替代量:729L/年减排放CO2能力:540kg-C/ 年森林面积换算:5544 ㎡②对能源和节能的贡献太阳能电池2。
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一,基础知识(1)太阳能电池的发电原理太阳能电池是利用半导体材料的光电效应,将太阳能转换成电能的装置.●半导体的光电效应所有的物质均有原子组成,原子由原子核和围绕原子核旋转的电子组成.半导体材料在正常状态下,原子核和电子紧密结合(处于非导体状态),但在某种外界因素的刺激下,原子核和电子的结合力降低,电子摆脱原子核的束搏,成为自由电子.光激励核核电子空穴电子●PN 结合型太阳能电池电子对太阳能电池是由 P 型半导体和 N 型半导体结合而成,N 型半导体中含有较多的空穴,而 P 型半导体中含有较多的电子,当P型和N型半导体结合时在结合处会形成电势当芯片在受光过程中,带正电的空穴往 P 型区移动,带负电子的电子往 N 型区移动,在接上连线和负载后,就形成电流..－＋－N 型PN结＋－＋＋－＋－＋－－－－－－－PN 结合＋－＋＋－＋－＋－电势＋＋＋＋＋＋－＋－P 型(2)太阳能电池种类硅半导体结晶类非晶类单晶硅电池多晶硅电池非晶硅电池※在现在的太阳能电池产品中,以硅半导体材料为主,其中又以单晶硅和多晶硅为代表.由于 其原材料的广泛性,较高的转换效率和可靠性,被市场广泛接受.非晶硅在民用产品上也有 广泛的应用(如电子手表,计算器等),但是它的稳定性和转换效率劣于结晶类半导体材料. 化合物太阳能电池由于其材料的稀有性和部分材料具有公害,现阶段未被市场广泛采用.※现在太阳能电池的主流产品的材料是半导体硅,是现代电子工业的必不可少的材料,同时 以氧化状态的硅原料是世界上第二大的储藏物质.※京瓷公司早在上世纪的八十年代就认识到多晶硅太阳能电池的光阔前景和美好未来,率先 开启多晶硅太阳能电池的工业化生产大门.现在已经是行业的龙头,同时多晶硅太阳能电 池也结晶类太阳能电池的主流产品(太阳能电池的 70%以上).(3)多晶硅太阳能电池的制造方法破锭(150mm*155mm)N 极烧结 电极 印刷 ( 正 反叠片层压模拟光源,输出测试边框安装(4)太阳能电池关连的名称和含义●转换效率太阳能电池的转换效率是指电池将接收到的光能转换成电能的比率输出功率转换效率= 100%太阳能电池板被照射的太阳能※标准测试状态由于太阳能电池的输出受太阳能的辐射强度,温度等自然条件的影响,为了表述太阳能电池的输出和评价其性能,设定在太阳能电池板的表面温度为25 度,太阳能辐射强度为1000 ｗ/㎡、分光分布的模拟光源条件下的测试为标准测试状态.大气层地面0 度 25 度 50 度 75 度分光分布小知识晶硅类理论转换效率极限为 29%,而现在的太阳能电池的转换效率为 17%～19%,因此,太 阳能电池的技术上还有很大的发展空间.●太阳能电池输出特性【太阳能电池电流---电压特性(I-V 曲线)】短路电流 I ｓｃ最佳输出动作电流 电流Ipm最大输出动作电压 V ｐｍ最佳动作点 最大输出最大输出(PM):最大输出电压(Vpm) 最大输出电流( Ipm ) 开路电压(Voc ):开路状态的太阳能电池端子间的电压 短路电流(Isc ):太阳能电池端子间的短路电流 最大输出电压(V ｐｍ):最大输出状态时的动作电压 最大输出电流(Ipm ):最大输出状态时的动作电流电压开路电压 Voc【日照强度变化和 I -V 曲线】【温度变化和 I -V 曲线】1000W/㎡ 800W/㎡ 600W/㎡电流电流400W/㎡电压电压【日照强度—最大输出特性 】【温度-最大输出特性】最 大 输 出%日照强度(W/㎡)最大 输 出 %温度(度)●太阳能电池的短路电流和日照强度成正比●太阳能电池对环境的贡献①对防止地球温暖化,减轻对地球环境的贡献●太阳能电池的输出随着池片的表面温度上升而下降,●输出随着季节的温度变化而变化●在同一日照强度下,冬天的输出比夏天高从太阳能发电系统排放的二氧化碳,即使是考虑其生产过程的排放量,也绝对少于传统的燃料发电设备,是防止地球温暖化的环保设备.同时在发电时,不排放氧化硫,氧化氮等污染物,减轻了对环境的压力.例:3ｋW 太阳能发电系统对环境污染物的削减量Co2NOｘSOｘ石油替代量:729L/年减排放C O2能力:540kg-C/ 年森林面积换算:5544 ㎡②对能源和节能的贡献太阳能电池2。
2 年的发电量即可收回制造太阳能电池时使用的电力(5)独立电源太阳能发电系统构成专用设备直流有蓄电路灯,交通信号灯,无线电无蓄电池DC 水泵,换气扇,充电器独立电源交流有蓄电池照明系统无蓄电AC 水泵一般负荷直流有蓄电小型用户系统无蓄电无实例交流有蓄电无电村落无蓄电无实例控制器DC 太阳能电池板DCDCAC蓄电池逆变器交流负荷部品名称:太阳能电池----吸收太阳能,将光能转换成直流电能控制器----控制蓄电池的充放电深度,延长蓄电池寿命.蓄电池----储存太阳能电池板产生的电能,在必要时,向负荷提供直流电力逆变器----将直流输入电力转换成交流电力输出二、独立电源的系统设计步骤(1)总体设计思路1)程序图简单的来说,太阳能独立电源系统的容量是由设备安装场所的日照量,负荷的消费电力两大因素决定.在程序图内还需再适当地考虑若干安全因素,设备的效率等因素.项目的安装地点安装地点日照量负荷的消费电力确定太阳能电池容量确定蓄电池容量(2)设计顺序1)确定安装地点的日照量Q’（mWh/）太阳能独立电源系统的太阳能电池方阵为了尽可能多接收日照,通常是按一定的倾角安装的.一般方阵是以安装纬度设置倾角. 安装面日照量的计算方法:（通常采用查询当地日照记录方法）cos|(θ―β―δ)｜Q’=Q×K××公式(1)cos|(θ―δ)|符号含义Q : 水平面的月平均日照量(cal／cm＊day) K:日照修正系数（一般为）: 单位变换定数(cal／→mWh/cm)θ: 设置场所的纬度β: 太阳能电池方阵的倾斜度(相对于水平面)δ: 太阳的月平均赤纬度〔°〕赤纬表白(表一)ＪａｎFeb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Qct Nov Dec-21°-13°-2°+10°+15°+23°+21°14°3°-9°-18°-23°如果只有日照时间的数据,日照量可以按以下方式进行换算:Q = Q＊(a+b＊S/S)Qo:大气圈外的日照量(理论值;㎡)S :被记录的日照时间(日出到日没时间) So:可照时间(日出到日没时间)a,b :需要根据当地气候,纬度,季节而定2)确定负荷的消费电力消费电力是负荷的『日平均消费电力』,为了计算『日平均消费电力』,必须了解负荷的使用时间.日平均消费电力计算表白(表2)负荷名称照明收音机电视机照明平均消费电力(W /ｈ）功率(w /h)100 2 00300 1 00使用时间(h )6666消耗电力(w )600 1 2001800 6 00175W300 200 100照明收音电视照明P:平均消費電力(175W) 0 6 12 18 24時間（ｈ）3）确定太阳能电池板容量 P ｍ（W ｐ）太阳能电池容量计算按下列方式计算Pm=2400/Q ’min*P*1/(K)公式 2符号含义Q ’min :前述安装面日照量 Q ’的年最小值(mWh/ｃ P:平均消费电力(W) K :系数((K*K*K*K*K*K*K*K*K)ｋ１：充电效率ｋ２：太阳能电池板脏污系数 ｋ３：电池板温度补正系数ｋ4：直并联接线损失系数(1)-12V,24V ｋ5：最佳输出补正系数 ｋ6：蓄电池充放电效率 ｋ7：逆变器效率(视容量和设备而定) ｋ8：变压器效率(视容量和设备而定)ｋ9：DC 线损（参考１）PV(太阳能电池输出)的额定输出功率是在日照量 100ｍW/ｃm,芯片温度为 25 度的条件下 测定的,输出功率是根据日照的强度发生变化的.为了区别 PV 和柴油发电机的容量标志,故 用 Wp 来表示太阳能电池的峰值输出.（参考２）折损系数ｋ=((K*K*K*K*K*K*K*K*K)100ｍW/ｃmWpW100ｍW/ｃm日照量PV 额定输出 消费电力参照图(a)24等价日照量均消费电力. 但是,日照的时间不可能是 24 小时, 同时受到自然条件的影响(白天,夜 间,阴,雨).故设计时,按公式 2,以 最小的日照时间来计算计算.（参照图(a)）假设在日照量为 400Wh/ 的 情况,相当于在 1000W/m 的日照强度4 个小时的日照,也就是说,这天除 4 小时输出以外以外,其他时间的输出功率为零. （参照图(ｂ)）实际的日照量(400ｍWh/ｃ0 4 小时24参照图假设,PV 的容量按平均消费电力来设置的话,系统只能带动负荷 4 个小时的运作.为了保证其他 20 小时的负荷使用,PV 的容量的设置必须放大.其放大倍率为(100*24/(100*4).故公式(2)的右边为2400/Q’min.5)蓄电池容量B e(AH)蓄电池的容量由下列公式(3)计算决定Be=(P*24*D)/(K*V) 公式(3)符号含义D :连续不日照天数(一般在3至7天)K:安全系数(放电深度(一般为70%),逆变器效率(根据厂家数据),线损(一般为5%)等)V :系统电压(V)。