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高效太陽能板什么能轉換成什么能

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高效太陽能板什么能轉換成什么能

發布日期:2018-08-22 作者:admin 點擊:

 太陽能板廠家

太陽能電池板的工作原理

  太陽電池是一種對光有響應并能將光能轉換成電力的器件。能產生光伏效應的材料有許多種,如:單晶硅,多晶硅, 非晶硅,砷化鎵,硒銦銅等。它們的發電原理基本相同,現以晶體硅為例描述光發電過程。

  P型晶體硅經過摻雜磷可得N型硅,形成P-N結。當光線照射太陽電池表面時,一部分光子被硅材料吸收;光子的能量傳遞給了硅原子,使電子發生了躍遷,成為自由電子在P-N結兩側集聚形成了電位差,當外部接通電路時,在該電壓的作用下,將會有電流流過外部電路產生一定的輸出功率。這個過程的實質是:光子能量轉換成電能的過程。

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  太陽能電池板什么能轉換成什么能

  第一種:光能—電能的轉換

  太陽能電池板不是光能-化學能-電能 ,而是是太陽能直接轉換成電能。

  太陽光照射到太陽能電池上,就產生光生電壓,就是光生伏打效應。如果這時在太陽能電池兩端接上負載就會產生光生電流,于是產生了電能。把太陽能發電稱為光伏發電。

  光伏(PV or photovoltaic)是太陽能光伏發電系統(photovoltaic power system)的簡稱。是一種利用太陽電池半導體材料的光伏效應,將太陽光輻射能直接轉換為電能的一種新型發電系統。

  太陽能發電分為光熱發電和光伏發電。通常說的太陽能發電指的是太陽能光伏發電,簡稱“光電”。光伏發電系統由太陽電池板(組件)、控制器和逆變器三大部分組成,它們主要由電子元器件構成,不涉及機械部件,因而發電設備極為精煉,可靠、穩定、壽命長,安裝維護簡便。與常用的火力發電系統相比,太陽能發電系統除了無污染排放外,還具有建設周期短和可利用建筑屋面的優勢。

  光伏照明就是用太陽能發電系統照明。獨立光伏照明系統一般使用蓄電池作為儲能設備,白天將太陽能電池輸出的電能儲存起來,夜間為照明負載供電。這樣的獨立光伏照明系統在偏遠地區、沙漠、邊疆哨所等電網仍未覆蓋的區域有很高的實用價值。太陽能電池是光伏照明系統的輸入電源,為整個系統提供照明和控制所需電能。在白天光照條件下,太陽能電池將所接收的光能轉換為電能,經充電電路對蓄電池充電;天黑后,太陽能電池停止工作,輸出端開路,蓄電池將儲存的化學能轉換成電能輸出到照明負載。

  智能控制器的電源由蓄電池供給。系統各部分容量的選取配合,需要綜合考慮成本、效率和可靠性。太陽能電池是整個系統中Z昂貴的部分,它的容量選取影響著整個系統的成本。相比較而言,蓄電池價格較為低廉,因此可以選取較大容量的蓄電池,盡可能充分利用太陽能電池所發出的功率。另外,在與照明負載配合時,應該考慮到連續陰天的情況,對系統容量留出一定裕度。

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  第二種:光—熱—電轉換

  光—熱—電轉換方式通過利用太陽輻射產生的熱能發電,一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉

  換成工質的蒸氣,再驅動汽輪機發電。前一個過程是光—熱轉換過程;后一個過程是熱—電轉換過程,與普通的火力發電一樣。太陽能熱發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,適用小規模特殊的場合,而大規模利用在經濟上很不合算,還不能與普通的火電站或核電站相競爭。

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  太陽能電池板的轉化效率

  一、轉化效率的定義

  抽象地說:轉化效率就是電池的輸出功率占入射光功率百分數!

  具體地說:采用一定功率密度的太陽光照射電池,電池吸收光子以后會激發材料產生載流子,對電池性能有貢獻的載流子Z終要被電極收集,自然在收集的同時會伴有電流、電壓特性,也就是對應一個輸出功率,那么,用產生的這個功率除以入射光的功率就是轉換效率了!

  二、理論公式

  效率=(開路電壓*短路電流*填充因子)/入射光功率密度=電池輸出功率密度/入射光功率密度

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  三、影響太陽能轉換率的因素

  1)太陽能光強

  太陽能電池就是把太陽光轉化為電的一種器件,在一般的情況下(注意條件),太陽能電池的效率隨光強增加而增加的。再進一步說就是太陽能電池效率和安裝地的綜合氣候條件有關系。

  2)電池的材料

  不同的材料對光的吸收系數不同,禁帶寬度也不同,量子效率自然也不同,電池效率自然也不同了。一般來說,單晶硅/多晶硅對光的系數系數遠小于非晶硅的,所以非晶硅太陽能電池厚度僅僅有單晶硅/多晶硅厚度的百分之一即可較好的吸收太陽光。另外理論上講GaAs太陽能電池的極限效率要大于其他太陽能電池的極限效率,因為GaAs太陽電池的禁帶寬度在1.4ev,和地面太陽光光譜能量的Z值Z為接近。

  3)工藝水平

  不同的工藝水平,電池的效率自然也不同,看看各個廠子就很明白了,為什么原材料幾乎都一樣,做出來的電池效率卻差別很大,原因就在這。工藝水平自然和設備水平有著重要的關系,一般來說設備越是先進工藝就越優秀,電池效率就越高(工藝是設備的產物,沒有設備工藝無法實現,都是空想)。

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  太陽能電池板轉換率怎么算

  太陽能電池板的轉換效率是根據光照與光效來判定的。不同成分的太陽能電池板轉換效率也是不一樣的,目前太陽能電池板多分為多晶硅與單晶硅兩種。

  硅的制取順序是:二氧化硅礦石--〉工業硅--〉多晶硅--〉單晶硅。單晶硅是用多晶硅經單晶爐拉制而成的,也有用區熔法制取單晶硅的。但是區熔單晶硅的位錯密度較大。所以半導體器件多用拉制的單晶硅作原始材料。

  單晶硅電池具有電池轉換效率高,穩定性好,但是成本較高。多晶硅電池成本低,但轉換效率略低于單晶硅太陽能電池。

  在光資源充足的狀況下,多晶硅的光轉換效率在6%-10%,單晶硅的光轉換效率在15%以上。

  先在標準光強下測試被測太陽能電池板的輸出電壓電流:

  1、標準光強是指: AM1.5, 1000W/平方米, 組件溫度:25度, Z好是用太陽能光伏專用測試儀進行測試。

  2、要測試的參數: Pw, Vop, Iop, Voc, Isc.

  3、將該被太陽能電池板的功率除以該太陽能電池板的面積再除以1000,則得出效率。

  假設:該太陽能電池板的功率為5W,面積為:0.03平方米,

  則它的效率為:5/0.03/1000=0.167=16.7%;

  也就是它將平方米1000W 太陽光能量的16.7%轉換成了電能。

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本文網址:http://www.kkxwjn.com/news/383.html

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