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太阳能电池组件一般选用哪些材料?

来源: admin 发布于:2023-02-03 17:17:39

一、太阳能电池组件一般选用哪些材料?

单晶硅太阳能电池单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右,最高的达到24%,这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的,但制作成本很大,以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装,因此其坚固耐用,使用寿命一般可达15年,最高可达25年。多晶硅太阳能电池 多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多,但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少,其光电转换效率约12%左右 (2004年7月1日日本夏普上市效率为14.8%的世界最高效率多晶硅太阳能电池)。 从制作成本上来讲,比单晶硅太阳能电池要便宜一些,材料制造简便,节约电耗,总的生产成本较低,因此得到大量发展。此外,多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。从性能价格比来讲,单晶硅太阳能电池还略好。非晶硅太阳能电池 非晶硅太阳电池是1976年出现的新型薄膜式太阳电池,它与单晶硅和多晶硅太阳电池的制作方法完全不同,工艺过程大大简化,硅材料消耗很少,电耗更低,它的主要优点是在弱光条件也能发电。但非晶硅太阳电池存在的主要问题是光电转换效率偏低,目前国际先进水平为10%左右,且不够稳定,随着时间的延长,其转换效率衰减。

太阳能电池组件是由高效晶体硅太阳能电池片、超白布纹钢化玻璃、EVA、透明TPT背板以及铝合金边框组成。具有使用寿命长,机械抗压外力强等特点。1 钢化玻璃 其作用为保护发电主体(电池片),透光率的选用是有要求的: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(如电池片),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,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胶黏度不达标,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 发电主体 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,设备成本相对较低,但消耗及电池片成本很高,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,光电转化效率相对晶体硅电池片低,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,组件厂家一般都质保25年,钢化玻璃,铝合金一般都没问题,关键就在于背板和硅胶是否能达到要求。

太阳能电池是一对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种,如:单晶硅,多晶硅,非晶硅,砷化镓,硒铟铜等。它们的发电原理基本相同,现以晶体为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅,形成P-N结。当光线照射太阳能电池表面时,一部分光子被硅材料吸收;光子的能量传递给了硅原子,使电子发生了越迁,成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差,当外部接通电路时,在该电压的作用下,将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质是:光子能量转换成电能的过程。

二、太阳能电池的主流材料是什么?

单晶硅的生产工艺复杂、耗能多、成本高。多晶硅电池的效率虽然较差,但比单晶硅易于制造。上述两种材料都有一定的局限性,不利于大规模付诸实用。因此,各国又把希望转向比较廉价的非晶硅薄膜材料(制造成本仅为单晶硅的1/100左右)。

1976年用非晶硅薄膜技术制备的太阳能电池的问世,曾被视为电子工业的一大奇迹,它为太阳能电池制造成本的大幅度下降开辟了一条希望之路,但美中不足的是光电转换效率较低。但据报道,经过科学家的不懈努力,到1991年时,非晶硅的光电转换效率已由最初的4%提高到了12%。专家们预测,转换效率为15%以上的大面积、大功率非晶硅电池的开发,将成为太阳能电池的主流材料。

三、太阳能电池主要的原材料有哪些

目前市场上主流光伏产品是晶体硅太阳能电池,也是应用最广泛的产品,其原材料是高纯度硅。每生产1兆瓦晶体硅电池需要17吨高纯度硅。

硅是地球上储量第二的化学元素,作为半导体材料,人们对它研究得最多、技术最成熟,而且晶硅性能稳定、无毒,因此成为太阳电池研究开发、生产和应用中的主体材料。但高纯度多晶硅在我国却十分短缺,绝大部分需要依赖进口。

高纯度硅在石英中提取,以单晶硅为例,提炼要经过以下过程:石英砂一冶金级硅一提纯和精炼一沉积多晶硅锭一单晶硅一硅片切割。

事实上,我国每年都从石英石中提取大量的工业硅,以1美元/公斤的价格出口到德国、美国和日本等国,而这些国家把工业硅加工成高纯度的晶体硅材料,以46-80美元/公斤的价格卖给我国的太阳能企业。

四、太阳能电池的电极材料有哪些

太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。以光电效应工作 的菁膜式太阳能电池为主流,而以光化学效应工作的式太阳能民池则还处于萌芽阶段。太阳 光照在半导体p-n结上,形成新的空穴由-电子对。在p-n结电场的作用下,空穴由n区流向p区,电子由p区流向n区,接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。

太阳能电池按结晶状态可分为结晶系薄式和非结晶系膜式(以下表示为a-)两大类,而前者又分为单结晶形和多结晶形。

按材料可分类硅薄膜形、化合物半导体薄膜形和有机薄膜形,百化合物半导体薄膜形又分为 非结晶形(a-Si:H,a-Si:H:F,a-SixGel-x:H等)、ⅢV族(GaAs,InP)、ⅡⅥ族(cds系)和磷化锌(Zn3P2)等。插表列出了各类太阳能电池的分类和用途。

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