光伏材料加工與應(yīng)用技術(shù)專業(yè)學(xué)生-文庫吧資料
2024-12-14 02:39本頁面
【正文】 我國光伏應(yīng)用進(jìn)行了許多研究，開發(fā)了各種光伏系統(tǒng)的控制器及逆變器，研制的逆變器最大達(dá) 20kW，光伏水泵已形成一定生產(chǎn)能力。 1998 年太陽電他組件銷售量為 2． 1MW，其中晶體硅太陽電池 1． 8MW，非晶硅太陽電池 0． 3MW，進(jìn)口單晶硅太陽電池或組件約 200kW。 n 太陽電池。非晶硅太陽電他的組件面積為 30cml20cm 。單晶硅太陽電池產(chǎn)品主要是直徑為 100mm 的圓片電池，效率為 12一 13％， 36 片太陽電池串聯(lián)的組件功率約為 37W。 我國第 9 個(gè)五年光伏攻關(guān)計(jì)劃的研究目標(biāo)為：工廠生產(chǎn)的 10cm10cm 單晶硅太陽電池的效率達(dá)到 1415％；多晶硅太陽電他達(dá)到 1213％，鑄出 100kg 級(jí)的鑄錠；化合物薄膜太陽電他的效率達(dá)到 10％，多晶硅薄膜電他的效率也是要達(dá)到 810％；弱光型非晶硅太陽池的合格率太子 70％，穩(wěn)定效率達(dá)到 8％，功率型大面積非晶硅太陽電池穩(wěn)定效率達(dá)到 7％。絲網(wǎng)印刷用的漿料也進(jìn)行了國產(chǎn)化，其中鋁漿已能取代進(jìn)口材料，正面電極用的銀漿性能略 遜于進(jìn)口產(chǎn)品。其中 EVA 膜基本能滿足我國光伏工業(yè)的需求，快速固化 EVA 膜還需要改進(jìn)。 銅鋼錫太陽電池最近采用蒸鍍及硒化方法制備 C1S 膜取得進(jìn)展， 5cm6cm 面積的電池效率達(dá)到 6． 7％。在該方法中硅料是使用冷柑蝸電磁感應(yīng)熔煉法來提供的。 GaAs 太陽電池外延生長法的研究已有相當(dāng)基礎(chǔ)，最近的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向在諸片上用 MOCVD 的方法生長 GaAs 膜，制作空間用 GaAs 電池。穩(wěn)定型 M1S 結(jié)構(gòu)的硅太陽電池也在進(jìn)行研究。發(fā)射極鈍化的硅太陽電池最高效率達(dá)到19． 79％；采用的高效化工藝包括：發(fā)射區(qū)鈍化，分區(qū)輕（ n+）重（ n++）擴(kuò)散，背場(chǎng)，表面織構(gòu)化。除了使用玻璃作基片的常規(guī)非晶硅太陽電池，主耐溫塑料片上制作的柔性非晶硅太陽電池也已開發(fā)成功。 在實(shí)用型電池工藝方面，研究采用在絲網(wǎng)印刷工藝中加入具有鈍化作用的氧化膜方法，來提高電池性能，建立了一條 30cmX30cm 的非晶硅太陽電池中試線及一條 20cmX20cm的科研線，所有設(shè)備均為國產(chǎn)。 3． 1 太陽電池與材料的研究 7 我國太陽電池達(dá)到的最高效率列于表 5。目前正在研究的項(xiàng)目包括：實(shí)用單晶硅太陽電池，高效單晶硅太陽電池，多晶硅太陽電池，非晶硅太陽電 池，砷化嫁太陽電池，空間用的硅太陽電池及其系統(tǒng)，銅鋼錫及硫化鎬化合物薄膜太陽電池；硅聚光太陽電池系統(tǒng)；光伏系統(tǒng)應(yīng)用方面有：水泵、逆變器、控制器、太陽能燈等。單晶硅太陽電池采用攀網(wǎng)印刷工藝制作電極，明顯地提高了生產(chǎn)效率。當(dāng)時(shí)太陽電池面積小，采用真空蒸鍍銀鋁的方法制作太陽電他的電極。 3 中國太陽電池和光伏發(fā)電的進(jìn)展 我國于 1958 年開始太陽電池的研究， 1971 年成功 地首次應(yīng)用于我國發(fā)射的第二顆衛(wèi)星上， 1973 年開始地面應(yīng)用。此外，由于島上漁民需要用冰來儲(chǔ)存和運(yùn)送新鮮的魚蝦，海島的可再生能源制冰系統(tǒng)也得到了推廣。 （ 4）再生能源海島供電系統(tǒng)：海島是一個(gè)特殊的環(huán)境，由于其淡水的缺乏，燃料的昂貴，使得可再生能源有了用武之地。使用時(shí)氫氣再與空氣中的氧氣通過燃料電池發(fā)電，氫氣和氧氣在發(fā)電過程中又化合成水。 （ 3）太陽能制氫加燃料電池的再生發(fā)電系統(tǒng)：芬蘭的 NAPs 已經(jīng)完成這一發(fā)電系統(tǒng)的示范。還開發(fā)了混合發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化軟件，它可用于根據(jù)當(dāng)?shù)刭Y源設(shè)計(jì)最合理最經(jīng)濟(jì)的供電方案。 除了光伏屋頂系統(tǒng)，國外發(fā)達(dá)國家還在其它光伏應(yīng)用方面也作了大量工作，主要有： （ 1）風(fēng)光柴互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)：為了進(jìn)一步降低可再生能源的發(fā)電成本，國外在風(fēng)光柴混合發(fā)電系統(tǒng)上作了大量的示范工作和經(jīng)濟(jì)對(duì)比。這一計(jì)劃有 3 個(gè)目的： （ 1）計(jì)劃完成后每年減排的二氧化碳相當(dāng)于 850000 輛汽車的排放量； 6 （ 2）可以增加 70000 個(gè)高技術(shù)就業(yè)機(jī)會(huì)； （ 3）通過這一計(jì)劃，將大大加強(qiáng)美國光伏工業(yè)在世界上的領(lǐng)先地位和競(jìng)爭實(shí)力。 （ 3）光伏屋頂建筑材料（柔性的和非柔性的），如透明光伏玻璃，聚光電池供電、供水系統(tǒng)，光伏墻體，光伏智能窗簾等。 （ 2）太陽熱水器和非晶硅太陽電池聯(lián)合構(gòu)成的光伏、光熱系統(tǒng)，可以為用戶同時(shí)提供電力和熱水。目前這種系統(tǒng)的發(fā)電成 本為 40 美分／ kWh，而美國某些地區(qū)的峰值電價(jià)已高達(dá) 20 一 30 美分／kwh（一般冬季電價(jià)為 3 一 4 美分／ kWh，夏季 7 一 8 美分／ kwh）。這項(xiàng)計(jì)劃的內(nèi)容很豐富，其中典型的開發(fā)項(xiàng)目包括： （ 1） DsM 系統(tǒng)（按需求安排發(fā)電的系統(tǒng)），即帶有蓄電他的電力可以調(diào)度的光伏發(fā)電系統(tǒng)。此項(xiàng)計(jì)劃將有助于開發(fā)新型的光伏建筑材料，包括玻璃、天窗、墻體等，有助于開發(fā)光伏屋頂模塊和可由電力部門很容易安裝的光伏調(diào)峰電力模塊等。 1996 年，在美國能源部的支持下，又開始了一項(xiàng)稱為 “ 光伏建筑物計(jì)劃（ PV 一BONUS） ” ，計(jì)劃投資 20 億美元。日本光伏屋 頂?shù)陌l(fā)展有一個(gè)特點(diǎn)，他們將太陽電他組件制作成建筑材料的形式，如瓦和玻璃等，這樣太陽電池就很容易安裝在建筑物上，也很容易被建筑公司接受。由此可以看出德國政府在推廣光伏屋頂系統(tǒng)上的決心。德國政府于1999 年：月開始實(shí)施 10 萬太陽能屋頂（每戶約 3kW 一 5kW）計(jì)劃，今后幾年內(nèi)需要300MW 一 500MW 太陽電池。 1993 年，德國首先開始實(shí)施由政府投資支持，被電力公司認(rèn)可的 1000 屋頂計(jì)劃，繼而擴(kuò)展為 2021
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