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直接将太阳能变成电能的半导体器件称光伏电池。
光伏发电分为独立光伏系统和并网光伏系统。独立光伏电站包括边远地区的村庄供电系统,太阳能户用电源系统,通信信号电源、阴极保护、太阳能路灯等各种带有蓄电池的可以独立运行的光伏发电系统。并网光伏发电系统是与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统。可以分为带蓄电池的和不带蓄电池的并网发电系统。带有蓄电池的并网发电系统具有可调度性,可以根据需要并入或退出电网,还具有备用电源的功能,当电网因故停电时可紧急供电。带有蓄电池的光伏并网发电系统常常安装在居民建筑;不带蓄电池的并网发电系统不具备可调度性和备用电源的功能,求购太阳能光伏发电,一般安装在较大型的系统上。
太阳能光伏发电是一种零排放的清洁能源,也是一种能够规模运用的现实能源,可用来进行自力发电和并网发电。近20年下世界范围内太阳能光伏技术和光伏工业成长很快,蓬勃国家主要采用屋顶计划和并网发电的基本形式。
目前第三代太阳电池还处在概念和简单的试验研究。已经提出的主要有叠层太阳电池、多带隙太阳电池和热载流子太阳电池等。其中,叠层太阳能板是太阳能电池发展的一个重要方向。
叠层太阳能板综合考虑了多重能量阈值、低成本的制备方法、丰富的原材料等,使降低每瓦成本变得较容易。叠层设计是目前发展最i好的可通过聚光系统或降低成本或从优化薄膜设计增加效率等方面改进从而降低每瓦成本的技术,然而该技术的稳定性不是很好。中间带和上下转换太阳电池的应用还为时尚早,但它们在利用薄膜材料增加转换效率和提高光谱稳定性方面具有很大潜力。虽然应用碰撞离化和热载流子概念太阳电池可以大幅度降低每瓦的成本,但这两种技术都还有很多理论方面的问题有待解决。其它更深奥的新概念电池理论上可以提高转换效率,求购太阳能光伏发电系统,但未必能在实际应用中实现。把这些新概念电池结合起来利用也不失为一种好方法,如在同一个电池中既应用上转换又应用下转换机理;或者把上转换和叠层技术结合起来;另外碰撞离化和中间能级也可以应用到下转换电池中而非用来直接产生载流子。
第三代叠层太阳能板的理论概念及其工艺实现方法是当今光伏电池研究领域的最前沿问题,若能获得成功将会对整个光伏电池领域的发展起到里程碑式的贡献。
太阳能板构成及各部分功能:
(1) 钢化玻璃: 其作用为保护发电主体(如电池片),透光其选用是有要求的:1.透光率必须高(一般91%以上);2.超白钢化处理。
(2) EVA: 用来粘结固定钢化玻璃和发电主体(电池片),透明EVA材质的优劣直接影响到组件的寿命,暴露在空气中的EVA易老化发黄,从而影响组件的透光率,光伏发电,从而影响组件的发电质量除了EVA本身的质量外,组件厂家的层压工艺影响也是非常大的,如EVA胶连度不达标,EVA与钢化玻璃、背板粘接强度不够,都会引起EVA提早老化,影响组件寿命。
(3) 电池片: 主要作用就是发电,发电主体市场上主流的是晶体硅太阳电池片、薄膜太阳能电池片,两者各有优劣。晶体硅太阳能电池片,离网光伏发电站,设备成本相对较低,但消耗及电池片成本很高,但光电转换效率也高,在室外阳光下发电比较适宜。薄膜太阳能电池,相对设备成本较高,但消耗和电池成本很低,但光电转化效率相对晶体硅电池片一半多点,但弱光效应非常好,在普通灯光下也能发电,如计算器上的太阳能电池。
(4) 背板: 作用,密封、绝缘、防水。一般都用TPT、TPE等材质必须耐老化,大多数组件厂家都质保25年,钢化玻璃,铝合金一般都没问题,关键就在与背板和硅胶是否能达到要求。
(5) 铝合金: 保护层压件,起一定的密封、支撑作用。
(6) 接线盒: 保护整个发电系统,起到电流中转站的作用,如果组件短路接线盒自动断开短路电池串,防止烧坏整个系统接线盒中最关键的是二极管的选用,根据组件内电池片的类型不同,对应的二极管也不相同。
(7) 硅胶: 密封作用,用来密封组件与铝合金边框、组件与接线盒交界处有些公司使用双面胶条、泡棉来替代硅胶,国内普遍使用硅胶,工艺简单,方便,易操作,而且成本很低。
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