太陽能光伏發(fā)電與建筑一體化-文庫吧
2025-11-14 02:55 本頁面
【正文】 的吸收投射光，以產(chǎn)生電能供人們使用。在忽視反射的情況下，材料對(duì)光的吸收量取決于材料的吸收系數(shù)和材料厚度。太陽光在光伏材料中由于被吸收而使光強(qiáng)沿材料厚度方向不斷下降。 電的產(chǎn)生 假定吸收光子使光強(qiáng)的減少量完全用于產(chǎn)生電子 空穴對(duì)，那么在薄片材料中電子 空穴對(duì)的產(chǎn)生量 G可以通過薄片的光強(qiáng)變化來計(jì)算。 電能 電功率的產(chǎn)生 電流的產(chǎn)生 — 光生載流子的收集 太陽光入射到太陽能電池會(huì)產(chǎn)生電子 空穴對(duì)，由于光生少數(shù)載流子必須在被復(fù)合之前就要跨過 PN結(jié)才能對(duì)外電路做貢獻(xiàn)，少數(shù)載流子一旦跨過 PN 結(jié)會(huì)被收集。這時(shí)，如果外電路與太陽能電池連接就有電流產(chǎn)生并通過外電路收集到太陽能電池產(chǎn)生的光生電流。理想太陽能電池的光生電流就是沒有外加偏壓時(shí)的外電路電流。 4 電壓的產(chǎn)生 電功率輸出 光生載流子本身不能升格為電功率（電能能源），例如檢測用的光電二極管可收集到很高的光生電流 I，但不能產(chǎn)生任何電功率。為了產(chǎn)生電功率 P，必須同時(shí)產(chǎn)生電壓 V和電流 I，這就是電功率 P=IV。 太陽能電池吸收了入射的太陽光子后產(chǎn)生了荷電的載流子，在外電路有電流和電壓，通過外電路的負(fù)載去做功。 光伏材料 半導(dǎo)體 世界上所有 的材料物質(zhì)都可以分為固體、液體和氣體，其中固體又可以分為導(dǎo)體和絕緣體。有一種材料，在低溫下是絕緣體，但這種材料加入雜質(zhì)、得到能量或加熱時(shí)就變成導(dǎo)體，這種材料叫做半導(dǎo)體?，F(xiàn)在實(shí)際使用的太陽能電池都由半導(dǎo)體材料制成。 用于太陽電池的半導(dǎo)體材料有單晶體，多晶體，非晶體三種形式。 1）單晶體 整塊晶片只有一個(gè)晶粒，晶粒內(nèi)的原子有次序的排列著，不存在晶粒邊界，單晶體要求嚴(yán)格的精制技術(shù)。 2）多晶體 多晶體的制備不要求那么嚴(yán)格的精制技術(shù)。一塊晶片含有許多晶粒，晶粒之箭存在邊界。由于邊界存在很大電阻，晶粒邊界會(huì)阻止電流流 動(dòng)，或電流流經(jīng)PN 結(jié)時(shí)有旁路分流，并在禁帶內(nèi)有多余能級(jí)把光產(chǎn)生的一些帶電粒子復(fù)合掉。 3）非晶體 原子結(jié)構(gòu)沒有長序，材料含有未飽和的或懸浮的鍵。非晶體材料不能用擴(kuò)散(加入雜質(zhì) )的方法改變材料導(dǎo)電類型。但加入氫原子會(huì)使非晶體中一部分懸浮鍵飽和，改變了材料的質(zhì)量。 半導(dǎo)體 PN結(jié) 在一塊半導(dǎo)體中，摻入施主雜質(zhì) (以硅硅為例，在高純硅的一端摻入一點(diǎn)點(diǎn)硼、鋁、鎵等雜質(zhì)就是 P 型半導(dǎo)體。在另一端摻入一點(diǎn)點(diǎn)磷、砷、銻等雜質(zhì)就是 N 型半導(dǎo)體），使其中一部分成為 N型半導(dǎo)體。其余部分摻入受主雜質(zhì)而成為 P 型半導(dǎo)體， 單純 的片 P 型或 N型半導(dǎo)體，僅僅是導(dǎo)電能力 5 增強(qiáng)了，但還不具備半導(dǎo)體器件所要求的各種特性。如果在一塊 N 型（或 P型）半導(dǎo)體上在制成一層 P 型 (或 N 型 )半導(dǎo)體，于是在 P 型半導(dǎo)體和 N 型半導(dǎo)體的交界處就會(huì)形成一個(gè) PN 結(jié)。 太陽能電池的工作原理是，太陽光照在半導(dǎo)體 PN 結(jié)上，形成新的空穴 電子對(duì)，在 PN 結(jié)電場的作用下，空穴由 N區(qū)流向 P區(qū)，電子由 P區(qū)流向 N區(qū)，接通電路后就形成電流。這就是光電效應(yīng)太陽能電池的工作原理。 四、光伏建筑一體化的定義 光伏建筑一體化 (BIPV)技術(shù)即將太陽能發(fā)電 (光伏 )產(chǎn)品集成到建筑上的技術(shù)。 BIPV 即 Building Integrated PV， PV 即 Photovoltaic。光伏建筑 — 體化(BIPV)不同于光伏系統(tǒng)附著在建筑上 (BAPV： Building Attached PV)的形式。 光伏 — 建筑一體化（ BIPV）的形式與特點(diǎn) 在 80 年代，光伏地面系統(tǒng)除大量用于偏僻無電地區(qū)、游牧家庭、航海燈塔、孤島居民供電以及某些特殊領(lǐng)域外，已開始進(jìn)入一般單獨(dú)用戶、聯(lián)網(wǎng)用戶和商業(yè)建筑。進(jìn)入 90 年代后，隨著常規(guī)能源的日益枯竭而引起的發(fā)電成本上升和人們環(huán)境意識(shí)的日益增強(qiáng)，一些國家紛紛開始實(shí)施、推廣 BIPV 系統(tǒng)。 五、太陽能與建筑結(jié)合的特點(diǎn) 太陽能與建筑結(jié)合的優(yōu)點(diǎn)包括： 1）能有效地減少建筑能耗； 2）電池板和集熱器安裝在屋頂或屋面上，節(jié)省了土地資源； 3）就地安裝、就地發(fā)電上網(wǎng)和供應(yīng)熱水，降低對(duì)市政配套的依賴； 4）沒有噪音，沒有排放，不消耗任何燃料，易于接受。 太陽能建筑的建筑形式 1）采用普通太陽能電池組件或集熱器，安裝在傾斜屋頂原來的建筑材料之上； 2)采用特殊的太陽能電池組件或集熱器，作為建筑材料安裝在斜屋頂上； 3)采用普通太陽能電池組件或集熱器，安裝在平屋頂原來的建筑材料之上； 4)采用特殊的太陽 能電池組件或集熱器，作為建筑材料安裝在平屋頂上； 5)采用普通或特殊的太陽能電池組件或集熱器，作為幕墻安裝在南立面上； 6）采用特殊的太陽能電池組件或集熱器，作為建筑幕墻鑲嵌在南立面上； 7)采用特殊的太陽能電池組件或集熱器，作為天窗材料安裝在屋頂上； 8）采用普通或特殊的太陽能電池組件或集熱器，作為遮陽板安裝在建筑上； 6 光伏與建筑的結(jié)合有兩種方式： 一種是建筑與光伏系統(tǒng)相結(jié)合；另外一種
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