太陽(yáng)能發(fā)電及利用技術(shù)(編輯修改稿)
2024-08-14 20:40 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 當(dāng)物體受到光照時(shí)，物體內(nèi)的電荷分布狀態(tài)發(fā)生變化而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)和電流的一種效應(yīng)。 ?即當(dāng)太陽(yáng)光或其他光照射半導(dǎo)體的 PN結(jié)時(shí)，就會(huì)在 PN結(jié)的兩邊出現(xiàn)電壓，叫做光生電壓，使 PN結(jié)短路，就會(huì)產(chǎn)生電流。 太陽(yáng)光發(fā)電方式 ?太陽(yáng)光發(fā)電是指無(wú)需通過(guò)熱過(guò)程直接將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電方式。 ?它包括 光伏發(fā)電 、 光化學(xué)發(fā)電 、 光感應(yīng)發(fā)電和 光生物發(fā)電 。 ?時(shí)下，人們通常所說(shuō)太陽(yáng)光發(fā)電就是太陽(yáng)能光伏發(fā)電，亦稱太陽(yáng)能電池發(fā)電。 ?以晶體硅材料制備的太陽(yáng)能電池主要包括：?jiǎn)尉Ч杼?yáng)電池 ， 鑄造多晶硅太陽(yáng)能電池 ，非晶硅太陽(yáng)能電池 和 薄膜晶體硅電池。 晶體硅材料制備的太陽(yáng)能電池比較 ? 單晶硅電池具有電池轉(zhuǎn)換效率高，穩(wěn)定性好，但是成本較高； ? 非晶硅太陽(yáng)電池則具有生產(chǎn)效率高，成本低廉，但是轉(zhuǎn)換效率較低，而且效率衰減得比較快； ? 鑄造多晶硅太陽(yáng)能電池則具有穩(wěn)定的轉(zhuǎn)換的效率，而且性能價(jià)格比最高； ? 薄膜晶體硅太陽(yáng)能電池則現(xiàn)在還只能處在研發(fā)階段。 硅系列太陽(yáng)能電池中，單晶硅和多晶硅電池繼續(xù)占據(jù)光伏市場(chǎng)的主導(dǎo)地位，單晶硅和多晶硅的比例已超過(guò) 80%，而這一發(fā)展趨勢(shì)還在繼續(xù)增長(zhǎng)。 太陽(yáng)能電池發(fā)電原理圖 五、太陽(yáng)能電池發(fā)電分類 ? 常用太陽(yáng)電池按其材料可以 分為 ： 1）硅太陽(yáng)能電池； 2）以無(wú)機(jī)鹽如砷化鎵IIIV化合物、硫化鎘、銅銦硒等多元化合物為材料的電池； 3）功能高分子材料制備的大陽(yáng)能電池； 4）納米晶太陽(yáng)能電池等。 如：晶體硅電池、硫化鎘電池、硫化銻電池、砷化鎵電池、非晶硅電池、硒銦銅電池、疊層串聯(lián)電池等 。 ? 晶體硅電池應(yīng)用最廣 ，其中單晶硅的光電轉(zhuǎn)換效率實(shí)驗(yàn)室已高達(dá) %，工廠規(guī)?；a(chǎn)的單晶硅電池其效率也在 12%以上。 P型單晶硅太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu) 太陽(yáng)電池串聯(lián) ?由于各種不同材料制成的太陽(yáng)電池所吸收的太陽(yáng)光譜是不同的 ， 因此將不同材料的電池串聯(lián)起來(lái) ， 就可以充分利用太陽(yáng)光譜的能量 ，大大提高太陽(yáng)電池的效率 ， ?因此 疊層串聯(lián)電池 的研究已引起世界各國(guó)的重視 ， 成為最有前途的太陽(yáng)電池 。 太陽(yáng)能電池特點(diǎn)與應(yīng)用 ?太陽(yáng)電池 重量輕 ， 無(wú)活動(dòng)部件 ， 使用安全 。單位質(zhì)量輸出功率大 ， 即可作小型電源 ， 又可組合成大型電站 。 ?目前其應(yīng)用已從航天領(lǐng)域走向各行各業(yè) ， 走向千家萬(wàn)戶 ， 太陽(yáng)能汽車 ， 太陽(yáng)能游艇 ， 太陽(yáng)能自行車 ， 太陽(yáng)能飛機(jī) 都相繼問(wèn)世 ， 它們中有的已進(jìn)入市場(chǎng) 。 然而對(duì)人類最有吸引力的是所謂 太空太陽(yáng)站 。 太陽(yáng)能電池制造工藝 ? 硅材料制備 硅材料來(lái)源： 硅材料來(lái)源于優(yōu)質(zhì)石英砂，也稱硅砂。在我國(guó)山東、江蘇、沏北、云南、內(nèi)蒙古、海南等省區(qū)都有分布。將硅砂轉(zhuǎn)換成可用的硅材料的工藝流程為： 硅砂 → 硅鐵 (冶金硅 )(含硅 97％ 99％ ) → 三氯氫硅 → (CH4硅烷 ) → 多晶硅 . 多晶硅太陽(yáng)電池生產(chǎn)過(guò)程 薄如紙片的太陽(yáng)電池 六、太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng) ?太陽(yáng)能電源是由太陽(yáng)能電池發(fā)電，經(jīng)蓄電池貯能，從而給負(fù)載供電的一種新型電源，廣泛應(yīng)用于微波通訊、基站、電臺(tái)、野外活動(dòng)、高速公路、也可為無(wú)電山區(qū)、村莊、 海島提供電力。 太陽(yáng)供電系統(tǒng) 太陽(yáng)能供電系統(tǒng)的特點(diǎn)型 ? 特點(diǎn)： 1)不必拉設(shè)電線，不必挖開(kāi)馬路，安裝 使用方便； 2)一次性投資，可保證二十年不間斷供電（蓄電池一般為 5年需更換）； 3)免維護(hù)，無(wú)任何污染。 太陽(yáng)能供電系統(tǒng)的類型 1）按供電類型分： ?直流供電 系統(tǒng) ?交直流供電 系統(tǒng) 2）按供電特點(diǎn)分： ?獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng) ?并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng) 獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng) ?獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng) 是指僅僅依靠太陽(yáng)能電池供電的光伏發(fā)電系統(tǒng)或主要依靠太陽(yáng)能電池供電的光伏發(fā)電系統(tǒng)，在必要時(shí)可以由油機(jī)發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、電網(wǎng)電源或其他電源作為補(bǔ)充。 ?從電力系統(tǒng)來(lái)說(shuō)， kW級(jí)以上的獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)也稱為 離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng) 。 獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)框圖 并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng) 光伏發(fā)電系統(tǒng) (以下簡(jiǎn)稱光伏系統(tǒng) )的主流發(fā)展趨勢(shì)是并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)：
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