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太陽能板的詳解(成分,結構,分類)

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太陽能板的詳解(成分,結構,分類)

發布日期:2020-03-13 16:34 來源:http://www.jdzscq.icu 點擊:

太陽能電池板(Solar panel)是通過吸收太陽光,將太陽輻射能通過光電效應或者光化學效應直接或間接轉換成電能的裝置,大部分太陽能電池板的主要材料為“硅”,但因制作成本較大,以至于它普遍地使用還有一定的局限。

相對于普通電池和可循環充電電池來說,太陽能電池屬于更節能環保的綠色產品。

  • 中文名

  • 太陽能電池板

  • 外文名

  • Solar panel

  • 主要材料

  • 硅”

  • 能    源

  • 太陽能

  • 是否可再生

  • 可再生

  • 污染指數

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結構組成

1) 鋼化玻璃 其作用為保護發電主體(如電池片),透光其選用是有要求的, 1.透光率必須高(一般91%以上);2.超白鋼化處理

2) EVA 用來粘結固定鋼化玻璃和發電主體(如電池片),透明EVA材質的優劣直接影響到組件的壽命,暴露在空氣中的EVA易老化發黃,從而影響組件的透光率,從而影響組件的發電質量除了EVA本身的質量外,組件廠家的層壓工藝影響也是非常大的,如EVA膠連度不達標,EVA與鋼化玻璃、背板粘接強度不夠,都會引起EVA提早老化,影響組件壽命。

3)電池片主要作用就是發電,發電主體市場上主流的是晶體硅太陽電池片、薄膜太陽能電池片,兩者各有優劣。晶體硅太陽能電池片,設備成本相對較低,但消耗及電池片成本很高,但光電轉換效率也高,在室外陽光下發電比較適宜;薄膜太陽能電池,相對設備成本較高,但消耗和電池成本 很低,但光電轉化效率相對晶體硅電池片一半多點,但弱光效應非常好,在普通燈光下也能發電,如計算器上的太陽能電池。

4)EVA作用如上,主要粘結封裝發電主體和背板

5) 背板 作用,密封、絕緣、防水(一般都用TPT、TPE等材質必須耐老化,大部分組件廠家都質保25年,鋼化玻璃,鋁合金一般都沒問題,關鍵就在與背板和硅膠是否能達到要求。)

6)鋁合金保護層壓件,起一定的密封、支撐作用

7) 接線盒 保護整個發電系統,起到電流中轉站的作用,如果組件短路接線盒自動斷開短路電池串,防止燒壞整個系統。接線盒中最關鍵的是二極管的選用,根據組件內電池片的類型不同,對應的二極管也不相同

8) 硅膠 密封作用,用來密封組件與鋁合金邊框、組件與接線盒交界處。有些公司使用雙面膠條、泡棉來替代硅膠,國內普遍使用硅膠,工藝簡單,方便,易操作,而且成本很低。

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材料分類

當前,晶體硅材料(包括多晶硅和單晶硅)是最主要的光伏材料,其市場占有率在90%以上,而且在今后相當長的一段時期也依然是太陽能電池的主流材料。多晶硅材料的生產技術長期以來掌握在美、日、德等3個國家7個公司的10家工廠手中,形成技術封鎖、市場壟斷的狀況。多晶硅的需求主要來自于半導體和太陽能電池。按純度要求不同,分為電子級和太陽能級。其中,用于電子級多晶硅占55%左右,太陽能級多晶硅占45%,隨著光伏產業的迅猛發展,太陽能電池對多晶硅需求量的增長速度高于半導體多晶硅的發展,預計到2008年太陽能多晶硅的需求量將超過電子級多晶硅。 1994年全世界太陽能電池的總產量只有69MW,而2004年就接近1200MW,在短短的10年里就增長了17倍。

晶體硅電池板:多晶硅太陽能電池、單晶硅太陽能電池。

非晶硅電池板:薄膜太陽能電池、有機太陽能電池。

化學染料電池板:染料敏化太陽能電池。


單晶硅

單晶硅太陽能電池的光電轉換效率為18%左右,最高的達到24%,這是所有種類的太陽能電池中光電轉換效率最高的,但制作成本很大,以致于它還不能被普遍地使用。由于單晶硅一般采用鋼化玻璃以及防水樹脂進行封裝,因此其堅固耐用,使用壽命可達25年。


多晶硅

多晶硅太陽電池的制作工藝與單晶硅太陽電池差不多,但是多晶硅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16%左右 (2004年7月1日日本夏普上市效率為14.8%的世界最高效率多晶硅太陽能電池)。 從制作成本上來講,比單晶硅太陽能電池要便宜一些,材料制造簡便,節約電耗,總的生產成本較低,因此得到大量發展。此外,多晶硅太陽能電池的使用壽命也要比單晶硅太陽能電池短。從性能價格比來講,單晶硅太陽能電池還略好。

非晶硅

非晶硅太陽電池是1976年出現的新型薄膜式太陽電池,它與單晶硅和多晶硅太陽電池的制作方法完全不同,工藝過程大大簡化,硅材料消耗很少,電耗更低,它的主要優點是在弱光條件也能發電。但非晶硅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。

多元化合物

多元化合物太陽電池指不是用單一元素半導體材料制成的太陽電池。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)

Cu(In, Ga)Se2是一種性能優良太陽光吸收材料,具有梯度能帶間隙(導帶與價帶之間的能級差)多元的半導體材料,可以擴大太陽能吸收光譜范圍,進而提高光電轉化效率。以它為基礎可以設計出光電轉換效率比硅薄膜太陽能電池明顯提高的薄膜太陽能電池??梢赃_到的光電轉化率為18%,而且,此類薄膜太陽能電池到目前為止,未發現有光輻射引致性能衰退效應(SWE),其光電轉化效率比商用的薄膜太陽能電池板提高約50~75%,在薄膜太陽能電池中屬于世界的最高水平的光電轉化效率。

柔性電池

柔性薄膜太陽能電池是相對于常規太陽能電池來區分的。

常規太陽能電池一般是兩層玻璃中間是EVA材料和電池片的結構,這樣的組件重量較重,安裝的時候需要支架,不易移動。

柔性薄膜太陽能電池不需要采用玻璃背板和蓋板,重量比雙層玻璃的太陽能電池片組件輕80%,采用pvc背板和ETFE薄膜蓋板的柔性電池片甚至可以任意彎曲,方便攜帶。安裝的時候也不需要特殊的支架,可以方便安裝在屋頂,和帳篷頂上使用。

缺點是光電的轉換效率要比常規的晶硅組件低。

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