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發(fā)布時(shí)間：2020-08-01 02:15
光伏電池及其特性
光伏電池（ PV cell ）主要功能是將太陽(yáng)的光能轉(zhuǎn)換成電能，當(dāng)前是以硅材料為基地的硅太陽(yáng)能電池，包括單晶硅、多晶硅、非晶硅 、多元化合物電池 。在效率和 壽命 方面單晶硅和多晶硅優(yōu)于非晶硅，多晶硅比單晶硅轉(zhuǎn)換效率低，但多晶硅價(jià)格便宜 。 晶體磕太陽(yáng)電池、薄膜太陽(yáng)電池、硅異質(zhì)結(jié) (HIT) 太陽(yáng)電池 等 。光伏組件是由多個(gè)太陽(yáng)能電池組合而成，根據(jù)實(shí)際的功率需求，電壓等級(jí)由光伏電池 串聯(lián) 實(shí)現(xiàn)， 電流輸出由光伏電池并聯(lián)實(shí)現(xiàn)，光伏陣列是根據(jù)電站規(guī)模的大小有若干個(gè)光伏組件構(gòu)成。太陽(yáng)能電池組件功率計(jì)算方法硅太陽(yáng)能發(fā)電板容量是指平板式太陽(yáng)能板發(fā)電功率WP。
B ：光伏電池特性包括光電特性和光化學(xué)特性，光化學(xué)特性還在萌芽階段，暫不學(xué)習(xí)。 太陽(yáng)能電池工作是基于光電效應(yīng)原理下， 如下圖所示： A 是 N 型硅， B 是 P 型硅，當(dāng)材料接觸的時(shí)候生成一個(gè)內(nèi)部電勢(shì)，使得電子只能從 B 區(qū)到 A 區(qū)，當(dāng)太陽(yáng)光照射到光伏電池板時(shí)，光子帶有足夠的能量使得電子脫離形成空穴或者說(shuō)是電子 — 空穴對(duì)現(xiàn)， 此時(shí)內(nèi)部電勢(shì)會(huì)將光子釋放的電子送到 A 區(qū)，空穴送到 B 區(qū)，打破了開(kāi)始的平衡， A 區(qū)的電子越來(lái)越多，當(dāng)在 PN 結(jié)外部接上回路，就能夠形成電流。 實(shí)際上只是電子在移動(dòng)，這個(gè)也取決于半導(dǎo)體材料的特性，半導(dǎo)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?chē)碾娮訁^(qū)填補(bǔ)空穴，形成電流。2mm在太陽(yáng)電池光譜響應(yīng)的波長(zhǎng)范圍內(nèi)320-1100nm透光率達(dá)91以上，對(duì)于大于1200nm的紅外光有較高的反射率。 （注釋?zhuān)簛?lái)源于物理學(xué)，赫茲發(fā)現(xiàn)，愛(ài)因斯坦正確解釋?zhuān)承┪镔|(zhì)在光照的情況下可以生成電子）
交流發(fā)電系統(tǒng)可以由太陽(yáng)能電池板，蓄電池，控制器和逆變器等組成。白天有陽(yáng)光的時(shí)候，可以用電池板配上控制器給蓄電池充電，晚上就直接用蓄電池給電器供電。
這樣的話(huà)，建議用一塊 80W 的電池板，一個(gè)12V20AH 的蓄電池 ( 當(dāng)?shù)刭?gòu)買(mǎi)），12V5A 的控制器和300W 的逆變器就可以了。充滿(mǎn)電的情況下，可以供 4 個(gè)20W 的燈使用 5 個(gè)小時(shí)以上，一般人家也夠用了。如果不夠的話(huà)，可以加一塊或幾塊電池板。
這種小系統(tǒng)很適合缺電或少電地區(qū)，比如林區(qū)、山區(qū)，或者野外工作（養(yǎng)蜂）等使用。成本不高，攜帶也方便，可以根據(jù)需要調(diào)整系統(tǒng)，完全可以滿(mǎn)足日常用電。隨著太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，控制器的功能越來(lái)越強(qiáng)大，有將傳統(tǒng)的控制部分、逆變器以及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)集成的趨勢(shì)，如AES公司的SPP和SMD系列的控制器就集成了上述三種功能。
非晶硅太陽(yáng)能電池
非晶硅太陽(yáng)電池是 1976 年出現(xiàn)的新型薄膜式太陽(yáng)電池，它與單晶硅和多晶硅太陽(yáng)電池的制作方法完全不同，工藝過(guò)程大大簡(jiǎn)化，硅材料消耗很少，電耗更低，它的主要優(yōu)點(diǎn)是在弱光條件也能發(fā)電。但非晶硅太陽(yáng)電池存在的主要問(wèn)題是光電轉(zhuǎn)換效率偏低，水平為 10% 左右，且不夠穩(wěn)定，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，其轉(zhuǎn)換效率衰減。6/4H=340W（耗電總量/系統(tǒng)利用系數(shù)/有效日照時(shí)間） 2、蓄電池2*50/24*8*（3 1）/0。
多元化合物太陽(yáng)電池
多元化合物太陽(yáng)電池指不是用單一元素半導(dǎo)體材料制成的太陽(yáng)電池。各國(guó)研究的品種繁多，大多數(shù)尚未工業(yè)化生產(chǎn)，主要有以下幾種： a) 太陽(yáng)能電池 b) 太陽(yáng)能電池 c) 銅銦硒太陽(yáng)能電池是一種性能優(yōu)良太陽(yáng)光吸收材料，具有梯度能帶間隙（導(dǎo)帶與價(jià)帶之間的能級(jí)差）多元的半導(dǎo)體材料，可以擴(kuò)大太陽(yáng)能吸收光譜范圍，進(jìn)而提高光電轉(zhuǎn)化效率。以它為基礎(chǔ)可以設(shè)計(jì)出光電轉(zhuǎn)換效率比硅薄膜太陽(yáng)能電池明顯提高的薄膜太陽(yáng)能電池。可以達(dá)到的光電轉(zhuǎn)化率為 18% ，而且，此類(lèi)薄膜太陽(yáng)能電池到目前為止，未發(fā)現(xiàn)有光輻射引致性能效應(yīng)（ SWE ），其光電轉(zhuǎn)化效率比商用的薄膜太陽(yáng)能電池板提高約 50~75% ，在薄膜太陽(yáng)能電池中屬于世界的水平的光電轉(zhuǎn)化效率。太陽(yáng)能電池的輸出隨著二極管的I-V特性不同而略有變化，且串聯(lián)電阻(RS)也會(huì)造成較小的壓降，但輸出電壓基本保持為常量。
