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標(biāo)簽 > 太陽能電池
太陽能電池又稱為“太陽能芯片”或“光電池”,是一種利用太陽光直接發(fā)電的光電半導(dǎo)體薄片。它只要被滿足一定照度條件的光照到,瞬間就可輸出電壓及在有回路的情況下產(chǎn)生電流。在物理學(xué)上稱為太陽能光伏(Photovoltaic,縮寫為PV),簡稱光伏。
太陽能電池又稱為“太陽能芯片”或“光電池”,是一種利用太陽光直接發(fā)電的光電半導(dǎo)體薄片。它只要被滿足一定照度條件的光照到,瞬間就可輸出電壓及在有回路的情況下產(chǎn)生電流。在物理學(xué)上稱為太陽能光伏(Photovoltaic,縮寫為PV),簡稱光伏。
太陽能電池是通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。以光電效應(yīng)工作的晶硅太陽能電池為主流,而以光化學(xué)效應(yīng)工作的薄膜電池實施太陽能電池則還處于萌芽階段。
太陽光照在半導(dǎo)體p-n結(jié)上,形成新的空穴-電子對,在p-n結(jié)內(nèi)建電場的作用下,光生空穴流向p區(qū),光生電子流向n區(qū),接通電路后就產(chǎn)生電流。這就是光電效應(yīng)太陽能電池的工作原理。
太陽能電池又稱為“太陽能芯片”或“光電池”,是一種利用太陽光直接發(fā)電的光電半導(dǎo)體薄片。它只要被滿足一定照度條件的光照到,瞬間就可輸出電壓及在有回路的情況下產(chǎn)生電流。在物理學(xué)上稱為太陽能光伏(Photovoltaic,縮寫為PV),簡稱光伏。
太陽能電池是通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。以光電效應(yīng)工作的晶硅太陽能電池為主流,而以光化學(xué)效應(yīng)工作的薄膜電池實施太陽能電池則還處于萌芽階段。
太陽光照在半導(dǎo)體p-n結(jié)上,形成新的空穴-電子對,在p-n結(jié)內(nèi)建電場的作用下,光生空穴流向p區(qū),光生電子流向n區(qū),接通電路后就產(chǎn)生電流。這就是光電效應(yīng)太陽能電池的工作原理。
太陽能發(fā)電有兩種方式,一種是光—熱—電轉(zhuǎn)換方式,另一種是光—電直接轉(zhuǎn)換方式。
光—熱—電轉(zhuǎn)換
光—熱—電轉(zhuǎn)換方式通過利用太陽輻射產(chǎn)生的熱能發(fā)電,一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉(zhuǎn)換成工質(zhì)的蒸氣,再驅(qū)動汽輪機發(fā)電。前一個過程是光—熱轉(zhuǎn)換過程;后一個過程是熱—電轉(zhuǎn)換過程,與普通的火力發(fā)電一樣。太陽能熱發(fā)電的缺點是效率很低而成本很高,估計它的投資至少要比普通火電站貴5~10倍。一座1000MW的太陽能熱電站需要投資20~25億美元,平均1kW的投資為2000~2500美元。因此,只能小規(guī)模地應(yīng)用于特殊的場合,而大規(guī)模利用在經(jīng)濟上很不合算,還不能與普通的火電站或核電站相競爭。
光—電直接轉(zhuǎn)換
太陽能電池發(fā)電是根據(jù)特定材料的光電性質(zhì)制成的。黑體(如太陽)輻射出不同波長(對應(yīng)于不同頻率)的電磁波, 如紅外線、紫外線、可見光等等。當(dāng)這些射線照射在不同導(dǎo)體或半導(dǎo)體上,光子與導(dǎo)體或半導(dǎo)體中的自由電子作用產(chǎn)生電流。射線的波長越短,頻率越高,所具有的能量就越高,例如紫外線所具有的能量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于紅外線。但是并非所有波長的射線的能量都能轉(zhuǎn)化為電能,值得注意的是光電效應(yīng)于射線的強度大小無關(guān),只有頻率達(dá)到或超越可產(chǎn)生光電效應(yīng)的閾值時,電流才能產(chǎn)生。能夠使半導(dǎo)體產(chǎn)生光電效應(yīng)的光的最大波長同該半導(dǎo)體的禁帶寬度相關(guān),譬如晶體硅的禁帶寬度在室溫下約為1.155eV,因此必須波長小于1100nm的光線才可以使晶體硅產(chǎn)生光電效應(yīng)。 太陽電池發(fā)電是一種可再生的環(huán)保發(fā)電方式,發(fā)電過程中不會產(chǎn)生二氧化碳等溫室氣體,不會對環(huán)境造成污染。按照制作材料分為硅基半導(dǎo)體電池、CdTe薄膜電池、CIGS薄膜電池、染料敏化薄膜電池、有機材料電池等。其中硅電池又分為單晶電池、多晶電池和無定形硅薄膜電池等。對于太陽電池來說最重要的參數(shù)是轉(zhuǎn)換效率,在實驗室所研發(fā)的硅基太陽能電池中,單晶硅電池效率為25.0%,多晶硅電池效率為20.4%,CIGS薄膜電池效率達(dá)19.6%,CdTe薄膜電池效率達(dá)16.7%,非晶硅(無定形硅)薄膜電池的效率為10.1%
太陽電池是一種可以將能量轉(zhuǎn)換的光電元件,其基本構(gòu)造是運用P型與N型半導(dǎo)體接合而成的。半導(dǎo)體最基本的材料是“硅”,它是不導(dǎo)電的,但如果在半導(dǎo)體中摻入不同的雜質(zhì),就可以做成P型與N型半導(dǎo)體,再利用P型半導(dǎo)體有個空穴(P型半導(dǎo)體少了一個帶負(fù)電荷的電子,可視為多了一個正電荷),與N型半導(dǎo)體多了一個自由電子的電位差來產(chǎn)生電流,所以當(dāng)太陽光照射時,光能將硅原子中的電子激發(fā)出來,而產(chǎn)生電子和空穴的對流,這些電子和空穴均會受到內(nèi)建電位的影響,分別被N型及P型半導(dǎo)體吸引,而聚集在兩端。此時外部如果用電極連接起來,形成一個回路,這就是太陽電池發(fā)電的原理。
簡單的說,太陽光電的發(fā)電原理,是利用太陽電池吸收0.4μm~1.1μm波長(針對硅晶)的太陽光,將光能直接轉(zhuǎn)變成電能輸出的一種發(fā)電方式。
由于太陽電池產(chǎn)生的電是直流電,因此若需提供電力給家電用品或各式電器則需加裝直/交流轉(zhuǎn)換器,換成交流電,才能供電至家庭用電或工業(yè)用電。
太陽能電池的充電發(fā)展太陽能電池應(yīng)用在消費性商品上,大多有充電的問題,過去一般的充電對象采用鎳氫或鎳鎘干電池,但是鎳氫干電池?zé)o法抗高溫,鎳鎘干電池有環(huán)保污染的問題。超級電容發(fā)展快速,容量超大,面積反縮小,加上價格低廉,因此有部份太陽能產(chǎn)品開始改采超級電容為充電對象,因而改善了太陽能充電的許多問題:
充電較快速,
壽命長5倍以上,
充電溫度范圍較廣,
減少太陽能電池用量(可低壓充電)。
鈣鈦礦太陽能電池穩(wěn)定性測試的最大功率點跟蹤(MPPT)
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光伏多晶硅是太陽能光伏產(chǎn)業(yè)中的關(guān)鍵材料,它在太陽能電池的生產(chǎn)中扮演著重要角色。多晶硅太陽能電池因其成本相對較低、制造工藝成熟、穩(wěn)定性好等特點,在光伏市場...
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Poly層厚度對N型TOPCon太陽能電池電學(xué)性能的影響
具有超薄氧化硅SiOx薄膜和摻磷多晶硅Poly層的TOPCon太陽能電池具有高達(dá)28.7%的理論效率極限,成為目前行業(yè)的研究熱點技術(shù)。TOPCon電池在...
硅片的易碎性已成為制約太陽電池性能發(fā)揮、壽命延長及生產(chǎn)效益提升的關(guān)鍵因素。鑒于此,在晶硅光伏領(lǐng)域,追求高效能輸出與成本優(yōu)化的同時,將晶體硅的機械強度與韌...
N型和P型TOPCon(隧道氧化物鈍化接觸)是太陽能電池領(lǐng)域中兩種不同的技術(shù),它們在材料、結(jié)構(gòu)和性能方面存在一些差異。以下是對這兩種技術(shù)的介紹。 材料差...
2024-08-08 標(biāo)簽:太陽能電池晶硅半導(dǎo)體材料 1071 0
HBC電池新突破!中山大學(xué)王根順教授Nature發(fā)布27.09%的高效異質(zhì)結(jié)背接觸太陽能電池
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2024-10-18 標(biāo)簽:太陽能電池封裝光電轉(zhuǎn)換 167 0
中國科大徐集賢團隊Science:抑制相分離的三鹵化物寬帶隙鈣鈦礦可實現(xiàn)高效鈣鈦礦/硅疊層太陽能電池
寬帶隙金屬鹵化物鈣鈦礦是與硅疊層結(jié)合使用的理想半導(dǎo)體,以實現(xiàn)超過30%的功率轉(zhuǎn)換效率(PCE),同時降低成本。然而,寬帶隙鈣鈦礦太陽能電池受到光誘導(dǎo)相分...
最新Science:原子層沉積技術(shù)在鈣鈦礦太陽能電池中沉積錫氧化物(SnOx)以提高其長期穩(wěn)定性的研究
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光伏行業(yè)快速發(fā)展的今天,鈣鈦礦太陽能電池作為新一代光伏技術(shù)的代表,正受到全球范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注。2024年10月10日至11日,由勢銀(TrendBank...
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特文特大學(xué): 準(zhǔn)分子激光器制造更好的太陽能電池
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太陽能交流發(fā)電系統(tǒng)是由太陽電池組件、充電控制器、逆變器、蓄電池共同組成。在太陽能電池組件生產(chǎn)制造的過程中,太陽能電池組要想實現(xiàn)發(fā)電的功能,就必須要將單片...
薄膜發(fā)電技術(shù)到底是什么_薄膜發(fā)電最忌三種東西
薄膜發(fā)電技術(shù)是一種先進(jìn)的能源轉(zhuǎn)換技術(shù),它主要依靠具有輕、薄、柔特點的薄膜太陽能電池芯片來提供清潔電力。以下是關(guān)于薄膜發(fā)電技術(shù)的詳細(xì)解析:
薄膜發(fā)電作為一種利用薄膜太陽能電池將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能的技術(shù),雖然具有高效、靈活和環(huán)保等優(yōu)勢,但在成為主流能源方面仍面臨一些挑戰(zhàn)。以下是一些主要的原因:
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