光伏電池板的特性及種類

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光伏電池板的特性及種類

網絡整理 發表於 2019-12-02 10:05:13

　　光伏電池板特性

　　A：光伏電池（pVcell）主要功能是將太陽的光能轉換成電能，當前是以矽材料為基地的矽太陽能電池，包括單晶矽、多晶矽、非晶矽、多元化合物電池。在效率和壽命方面單晶矽和多晶矽優於非晶矽，多晶矽比單晶矽轉換效率低，但多晶矽價格便宜。晶體磕太陽電池、薄膜太陽電池、矽異質結（HIT）太陽電池等。光伏組件是由多個太陽能電池組合而成，根據實際的功率需求，電壓等級由光伏電池串聯實現，電流輸出由光伏電池並聯實現，光伏陣列是根據電站規模的大小有若干個光伏組件構成。

　　B：光伏電池特性包括光電特性和光化學特性，光化學特性還在萌芽階段，暫不學習。太陽能電池工作是基於光電效應原理下，如下圖所示：A是N型矽，B是p型矽，當材料接觸的時候生成一個內部電勢，使得電子只能從B區到A區，當太陽光照射到光伏電池板時，光子帶有足夠的能量使得電子脫離形成空穴或者說是電子空穴對現，此時內部電勢會將光子釋放的電子送到A區，空穴送到B區，打破了開始的平衡，A區的電子越來越多，當在pN結外部接上迴路，就能夠形成電流。實際上只是電子在移動，這個也取決於半導體材料的特性，半導體材料禁帶較窄，電子只需要較小的能量即可脫離束縛，留下空穴，這樣使得周圍的電子區填補空穴，形成電流。（注釋：來源於物理學，赫茲發現，愛因斯坦正確解釋，某些物質在光照的情況下可以生成電子）

　　C：光伏電池板的pV和IV特性

　　光伏電池陣列的組成形式一般有並聯串聯，如下圖所示：還有其他比較複雜的連接方式如Sp結構、TCT結構、CTCT連接方式。影響光伏電池陣列的輸出特性主要有光照強度和環境溫度兩個方面，兩個因素進而會影響光伏電池陣列的功率輸出，下面才光伏電池板的V-I特性和V-p特性進行分析：

　　當結溫不變時，短路電流隨著光照的增強逐漸增加，最大功率點也是逐漸增大，開路電壓變化不大；最大功率點對應的輸出電壓基本穩定，為開路電壓的0.8倍左右。當光照強度一定的時候，溫度變化對短路電流的影響不是很大，但對開路電壓影響較大，開路電壓隨著溫度的升高而變小，最大功率點隨著溫度的升高而下降，且最大功率點電壓隨之下降。

　　光伏電池板種類

　　1.單晶矽光伏電池

　　單晶矽太陽能電池的光電轉換效率為15%左右，最高的達到24%，這是目前所有種類的太陽能電池中光電轉換效率最高的，但製作成本很大，以致於它還不能被大量廣泛和普遍地使用。由於單晶矽一般採用鋼化玻璃以及防水樹脂進行封裝，因此其堅固耐用，使用壽命一般可達15年，最高可達25年。

　　2.多晶矽光伏電池

　　多晶矽太陽電池的製作工藝與單晶矽太陽電池差不多，但是多晶矽太陽能電池的光電轉換效率則要降低不少，其光電轉換效率約12%左右。從製作成本上來講，比單晶矽太陽能電池要便宜一些，材料製造簡便，節約電耗，總的生產成本較低，因此得到大量發展。此外，多晶矽太陽能電池的使用壽命也要比單晶矽太陽能電池短。從性能價格比來講，單晶矽太陽能電池還略好。

　　3.非晶矽光伏電池

　　非晶矽太陽電池是1976年出現的新型薄膜式太陽電池，它與單晶矽和多晶矽太陽電池的製作方法完全不同，工藝過程大大簡化，矽材料消耗很少，電耗更低，它的主要優點是在弱光條件也能發電。但非晶矽太陽電池存在的主要問題是光電轉換效率偏低，國際先進水平為10%左右，且不夠穩定，隨著時間的延長，其轉換效率衰減。

　　4.多元化合物光伏電池

　　多元化合物太陽電池指不是用單一元素半導體材料製成的太陽電池。各國研究的品種繁多，大多數尚未工業化生產，主要有以下幾種：

　　a）硫化鎘太陽能電池

　　b）砷化鎵太陽能電池

　　c）銅銦硒太陽能電池（新型多元帶隙梯度Cu（In，Ga）Se2薄膜太陽能電池。

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