hcpvt高聚光太陽能光伏發(fā)電及光熱系統(tǒng)技術(shù)-全文預(yù)覽
【正文】 的聚焦方式可以是點(diǎn)聚焦，也可以是線聚焦。 由于高效砷化鎵光伏電池的生產(chǎn)成本較高，因此提高聚光器的聚光倍數(shù)、聚光效率和均勻性成為充分發(fā)揮砷化鎵光伏電池效率優(yōu)勢、降低聚光光伏、光熱綜合利用系統(tǒng)成本的關(guān)鍵之一。在適合高倍聚光的光伏電池工藝中應(yīng)充分借鑒激光器、發(fā)光二極管等器件的先進(jìn)設(shè)計(jì)方法。前者主要用于雷達(dá)、衛(wèi)星電視廣播、微波及毫米波通信等領(lǐng)域，后者主要用于超高速計(jì)算機(jī)及光纖通信等系統(tǒng)。20世紀(jì)70年代初，由于高質(zhì)量的GaAs外延材料和精細(xì)光刻工藝的突破，使GaAs集成電路的制作得到突破性進(jìn)展。在砷化鎵太陽能電池上，也有部分要量產(chǎn)的企業(yè)。所制出的這種高頻、高速、防輻射的高溫器件，通常應(yīng)用于激光器、無線通信、光纖通信、移動(dòng)通信、GPS全球?qū)Ш降阮I(lǐng)域。在固定溫度下，光伏電池效率隨聚光率變化的一般趨勢是，在低聚光率時(shí)，電池效率隨聚光率的增加而增加，在高聚光率時(shí)，則隨聚光率的增加而降低。為了降低光伏電池的發(fā)電成本，可采取的有效途徑之一就是研發(fā)和應(yīng)用砷化鎵薄膜電池聚光發(fā)電系統(tǒng)。盡管硫化鎘、碲化鎘薄膜電池的效率較非晶硅薄膜電池效率高，成本較晶體硅電池低，且易于大規(guī)模生產(chǎn)，但是鎘有劇毒，會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，硒和銦是儲(chǔ)量很少的稀有元素，因此大規(guī)模發(fā)展必將受到材料制約。因此，如何提高光伏電池的轉(zhuǎn)換效率和降低光伏電池的生產(chǎn)成本，成為目前光伏產(chǎn)業(yè)必須研究和解決的核心問題。但薄膜電池光電轉(zhuǎn)換效率相對(duì)較低，特別是砷化鎵薄膜電池價(jià)格昂貴，目前僅在空間領(lǐng)域應(yīng)用，給光伏產(chǎn)業(yè)的大規(guī)模發(fā)展帶來一定制約。今年2月《京都議定書》已正式生效。據(jù)有關(guān)專家粗略計(jì)算，僅為上述張家港地區(qū)擬建的有機(jī)硅廠提供一年10萬噸的硅，就需要純凈木炭數(shù)萬噸，折合成木材就遠(yuǎn)不止幾萬噸了。而砷化鎵太陽能電池，由于原料取得不需使用太多能源，而且光電轉(zhuǎn)換效率高達(dá)38％以上，比傳統(tǒng)晶硅原料高出許多，符合修改后的京都議定書規(guī)范，估計(jì)未來將成市場主流。根據(jù)最近剛剛結(jié)束的京都議定書修改，未來高耗能產(chǎn)品輸出將受到嚴(yán)格限制。但光伏電力比傳統(tǒng)火電價(jià)格高達(dá)46倍以上,完全市場化運(yùn)營特別是為普通老百姓所接受還有一定困難。目前市場上量產(chǎn)的單晶與多晶硅的太陽電池平均效率約在15％上下，為了提煉晶硅原料，需要花費(fèi)極高的能源，所以嚴(yán)格地說，現(xiàn)今的晶硅太陽電池，也是某種型式的浪費(fèi)能源。這一項(xiàng)目對(duì)于我資源的就地開采、加工，也將造成四川、山西等其他生產(chǎn)基地電力等資源的巨大消耗，同時(shí)還會(huì)大量砍伐樹木、排放超標(biāo)的溫室氣體、造成嚴(yán)重的生態(tài)污染。為了解決這一問題，人們不得不把眼光盯向薄膜電池，使近年薄膜電池異軍突起，引起投資者的極大興趣。由于近年太陽能級(jí)硅材料供不應(yīng)求，且持續(xù)大幅度漲價(jià)，在一定程度上制約了硅基光伏電池的發(fā)展。上述光伏電池中，非晶硅電池效率低下，且穩(wěn)定性有待提高。但是，由于砷化鎵基材料價(jià)格昂貴, 砷化鎵薄膜電池目前只在航天等特殊領(lǐng)域應(yīng)用，離地面應(yīng)用的商業(yè)化運(yùn)行還有很大距離。在這種聚光系統(tǒng)中，如果聚光率超過10倍以上，則系統(tǒng)只能利用直射陽光，因而必須采用跟蹤系統(tǒng)相互配合，才能充分發(fā)揮效能。二、砷化鎵薄膜電池聚光跟蹤發(fā)電系統(tǒng)的組成部件因此，廣泛應(yīng)用于高頻及無線通訊中制做IC器件。其中，砷化鎵在WiMAX和WLAN應(yīng)用市場上，將有明顯增幅，預(yù)計(jì)到2010年，市場需求近10億美元，增長23%。構(gòu)成GaAs集成電路的器件主要有肖特基勢壘柵場效應(yīng)管、高電子遷移率晶體管和異質(zhì)結(jié)雙極晶體管。GaAs集成電路可分為模擬集成電路如單片微波集成電路和數(shù)字集成電路兩類。在500－1000倍的高倍聚光條件下，其芯片和模組制作工藝都與低倍聚光下不同，需要重新設(shè)計(jì)工藝條件。對(duì)
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