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前面電子報刊登了《太陽能LED小夜燈的製作》一文，關於太陽能利用的話題，其實有很多可以同大家交流分享內容。在本期的文章中，我們主要想跟讀者朋友們談談太陽能電池板與蓄電池的匹配，也就是什麼樣的太陽能電池板，選擇什麼樣的可充電電池。
首先我們來看看太陽能電池板的分類。太陽能電池封裝形式基本有
三種：環氧膠封、PET層壓、玻璃層壓，它們的具體區別見附表。
封裝說明：
1. 環氧膠封裝，採用環氧樹脂材料為表面保護，進行對雷射切割後的電池片進行電壓組合後的封裝。
2. PET層壓封裝，採用PET材料為表面保護，對雷射切割後的電池片進行電壓分配後壓制固化封裝。
3. 玻璃層壓封裝，採用鋼化玻璃材料為表面保護，對雷射切割後的電池片進行電壓分配後壓制固化封裝。
太陽能電池板經常應用於電路製作時，經常與蓄電池匹配。不同類型的，不同參數的太陽能電池板與蓄電池匹配時，相互有什麼樣的要求呢？這是我們下面要解決的問題了。
環氧膠封裝與PET層壓電池板，適用於太陽能小型光伏產品中，功率一般5W以下，在小功率光伏產品中可以選用，因為性價比比較高，玻璃層壓適合，大，中，小光伏應用系統（太陽能光伏家用發電系統）我們整理一幅圖片介紹太陽能光伏發電系統。
優點
缺點
用途
環氧樹脂技術
成本相對價格較低，製造工藝簡單，可應用於小功率電路，最小電流可達5mA，電壓0.5V
壽命短，一般為2-3年，最長5年；只能用於小功率電路，一般在5-10W以下
計算器，電子玩具，消費類電子產品
PET層壓技術（俗稱滌綸樹脂）
壽命比膠封長，可以達到4-5年，最長可以達到5~6年（根據不同地區）
只能用於小功率電路，一般在5W以下
太陽能草坪燈
有機玻璃層壓技術
壽命長，可達20年以上，最長20~25年；強度高，採用鋼化玻璃；可用於大功率場合，最大可應用到300-500W
工藝相對複雜，需要專門設備，原材料生產周期相對較長；功率不能做得太小（主要是小規格玻璃不能鋼化，太小操作也不方便）
太陽能路燈等
如何選合適的單晶矽/多晶矽電池板組件呢？首先考慮的是電池板的輸出功率。舉例說明，如果我們選擇Pm（額定功率）為1.4W，峰值電壓為3.5V，峰值電流為400mA的太陽能電池板，比如在中國華東一帶，每天平均的受光產生理想電壓的時間為7小時，根據設計經驗太陽能的發電效率取值為0.7，蓄電池的補償值取N=1.4，就可以計算出太陽能電池板一天轉換的電量和蓄電池的容量。假設你所在地的有效光照時間為h，則太陽能電池板一天的光電轉換產生的電量M=Pm×h×u=1.4W×7×0.7=6.86W（W.H）
日電量等於輸出電流與有效光照時間的乘積，即：C=I*H(AH)。C=Ph/U=1.4W*7 h/3.5V=2.8(AH)
由以上公式可以得出：一塊3.5V 400mA的太陽能電池板，在7小時有效光照情況下每日輸出電能為：2.8AH。
蓄電池的選取，蓄電池（可充電電池這裡我們統一稱呼蓄電池）種類很多如：鎳鎘NI-CD、鎳氫NI-MH,6V、12V鉛酸蓄電池，3.7V鋰電池等，鎳鎘與鎳氫電池的單格電壓為：1.2V,鉛酸蓄電池單格電壓為：2V,鋰電池的單格電壓為：3.7V，那麼如何將太陽能電池板和蓄電池配接起來呢？根據筆者的設計經驗通常來說太陽能電池板的額定輸出電壓是蓄電池電壓的1.4~1.6倍關係，這個是蓄電池的充電效率決定的，因為太陽能電池板對蓄電池的充電，不像日常家用的交流電源變換的直流電給蓄電池充電一樣有較大的選擇餘地，況且太陽能電池給蓄電池充電時會有少許的功率波動情況，在選擇蓄電池的充電補償通常定位1.4倍，這樣一個而定電壓為2.2V電壓的鎳氫電池應該選配太陽能電池板的電壓為：2.2*(1.4~1.6)=3.08~3.52V左右的電池板比較合適。
蓄電池容量的選取，C=2.8/1.40≈2000mA（2.0A）以上，考慮到夏天太陽能電池板受光時間比較長，太陽能與電池的安全使用情況，電池可以選2500mA比較合適。
太陽能電池板，英文名稱是AOLAR PANEL，有單晶矽、多晶矽、非晶矽薄膜電池的。
單晶矽，英文名： Monocrystalline silicon，單晶矽是一種比較活潑的非金屬元素，是晶體材料的重要組成部分。矽的單晶體，具有基本完整的點陣結構的晶體。不同的方向具有不同的性質，是一種良好的半導材料。純度要求達到99.9999％，甚至達到99.9999999％以上。用於製造半導體器件、太陽能電池等。用高純度的多晶矽在單晶爐內拉制而成。
熔融的單質矽在凝固時矽原子以金剛石晶格排列成許多晶核，如果這些晶核長成晶面取向相同的晶粒，則這些晶粒平行結合起來便結晶成單晶矽。單晶矽具有準金屬的物理性質，有較弱的導電性，其電導率隨溫度的升高而增加，有顯著的半導電性。超純的單晶矽是本徵半導體。在超純單晶矽中摻入微量的ⅢA族元素，如硼可提高其導電的程度，而形成p型矽半導體；如摻入微量的ⅤA族元素，如磷或砷也可提高導電程度，形成n型矽半導體。
單晶矽的製法通常是先製得多晶矽或無定形矽，然後用直拉法或懸浮區熔法從熔體中生長出棒狀單晶矽。單晶矽主要用於製作半導體元件。
用 途： 是製造半導體矽器件的原料，用於制大功率整流器、大功率電晶體、二極體、開關器件等。
多晶矽，英文名：polycrystalline silicon，性 質：灰色金屬光澤。密度2.32~2.34。熔點1410℃。沸點2355℃。溶於氫氟酸和硝酸的混酸中，不溶於水、硝酸和鹽酸。硬度介於鍺和石英之間，室溫下質脆，切割時易碎裂。加熱至800℃以上即有延性，1300℃時顯出明顯變形。常溫下不活潑，高溫下與氧、氮、硫等反應。高溫熔融狀態下，具有較大的化學活潑性，能與幾乎任何材料作用。具有半導體性質，是極為重要的優良半導體材料，但微量的雜質即可大大影響其導電性。
多晶矽是單質矽的一種形態。熔融的單質矽在過冷條件下凝固時，矽原子以金剛石晶格形態排列成許多晶核，如這些晶核長成晶面取向不同的晶粒，則這些晶粒結合起來，就結晶成多晶矽。多晶矽可作拉制單晶矽的原料，多晶矽與單晶矽的差異主要表現在物理性質方面。
用途：電子工業中廣泛用於製造半導體收音機、錄音機、電冰箱、彩電、錄像機、電子計算機等的基礎材料。由乾燥矽粉與乾燥氯化氫氣體在一定條件下氯化，再經冷凝、精餾、還原而得。
非晶矽，英文名：amorphous silicon, 主要優點有：質量小、厚度極薄（幾個微米）、可彎曲、製造工藝簡單等。.
傳統晶體矽太陽電池由於由矽組成,電池主要部分易碎,易產生隱形裂紋,大多有一層鋼化玻璃作為防護,造成重量大,攜帶不便,抗震能力差,造價高,效率或多或少降低.
薄膜太陽電池克服了上述缺點,前些年由於技術落後，薄膜太陽電池的光電轉化效率並沒有傳統晶體矽電池轉化效率高。
薄膜太陽電池的轉化效率之提升是太陽能科技界正在不斷研究的主方向。截止2015年年中，實驗室中碲化鎘薄膜太陽電池的光電轉化效率已達21.5%。First Solar公司是全球最大的碲化鎘太陽能電池組件生廠商，其計劃在2015年內實現相關組件的效率達到16%。目前，銅銦鎵硒薄膜太陽電池的效率也超過21%，相關組件的效率也將達到15%。
當前已經實現商業化的薄膜太陽電池主要有:碲化鎘薄膜太陽電池、銅銦鎵硒薄膜太陽電池、 非晶體矽薄膜太陽電池。
主要缺點：
易潮解：薄膜材料的生長機制決定薄膜太陽電池易潮解，故封裝時要求封裝薄膜太陽電池的含氟材料阻水性需比晶體矽電池的材料強9倍左右。光致衰減性：衰減約30%。
◇常德 耿偉 王玉
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