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一种新材料.--太阳能电池

一种新材料---------太阳能电池
材料1011—黄蓉
太阳能电池是产生光生伏打效应（简称光伏效应）的半导体器件。因此，太阳能电池又称为光伏电池，太阳能电池产业又称为光伏产业。
太阳能是一种辐射能，一种新的能源，要想将他转换成电脑呢过就必须借助一种能量转换器，即太阳能电池。太阳讷讷个电池又称为光电池或者光生伏特电池
（一）、太阳能电池组件构成：
   名称             功能
1 层压件        组件发电的主题（结构见下）

2 铝合金        保护层压件，起一定的密封、支撑作用

3 接线盒        保护整个发电系统，起到电流中转站的作用，如果组件短路
             接线盒自动断开短路电池串，防止烧坏整个系统
                接线盒中最关键的是二极管的选用，根据组件内电池片的类型
             不同，对应的二极管也不相同

4 硅胶          密封作用，用来密封组件与铝合金边框、组件与接线盒交界处
                有些公司使用双面胶条、泡棉来替代硅胶，现在国内普遍使用
             硅胶，工艺简单，方便，易操作，而且成本很低。
层压件结构（按照工艺顺序）：
  1 钢化玻璃      其作用为保护发电主体（如电池片），透光
                 其选用是有要求的，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胶连度不达标，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，但光电转换效率也高，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，但光电转化效率相对晶体硅电池片一半多点，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 EVA       作用如上，主要粘结封装发电主体和背板

5 背板         作用，密封、绝缘、防水（一般都用TPT、TPE等）
                材质必须耐老化，现在组件厂家都质保25年，钢化玻璃，铝
             合金一般都没问题，关键就在与背板和硅胶是否能达到要求。
（二）、太阳能电池的种类：

（三）、太阳能电池的原理
    太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-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。
    一、太阳能发电方式太阳能发电有两种方式，一种是光—热—电转换方式，另一种是光—电直接转换方式。
    （1）光—热—电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气，再驱动汽轮机发电。前一个过程是光—热转换过程；后一个过程是热—电转换过程，与普通的火力发电一样.太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高，估计它的投资至少要比普通火电站贵5～10倍.一座1000MW的太阳能热电站需要投资20～25亿美元，平均1kW的投资为2000～2500美元。因此，目前只能小规模地应用于特殊的场合，而大规模利用在经济上很不合算，还不能与普通的火电站或核电站相竞争。
    （2）光—电直接转换方式该方式是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能，光—电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。太阳能电池是一种大有前途的新型电源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长，只要太阳存在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用；与火力发电、核能发电相比，太阳能电池不会引起环境污染；太阳能电池可以大中小并举，大到百万千瓦的中型电站，小到只供一户用的太阳能电池组，这是其它电源无法比拟的

（三）、太阳能电池的基本特性
太阳能电池的基本特性有太阳能电池的极性，太阳能电池的参数，太阳能电池的伏安特性三个基本特性。
（1）太阳能电池的极性
硅太阳能电池一般制成P+/N型结构或Ｎ＋/P型结构，P+和N+表示太阳能电池正面光照层半导体材料的导电类型；N和P表示太阳能电池背面衬底半导体材料的导电类型。太阳能电池的性能与制造电池所用半导体材料的特性有关。
（2）太阳能电池的性能参数
太阳能电池的性能参数由开路电压、短路电池、最大输出功率、填充因子、转换效率等组成，这些参数是衡量太阳能电池性能好坏的标志。
（3）太阳能电池的伏安特性
P—N结构太阳能电池包含一个形成于表面的浅P_N结构，一个条状及指状的正面欧姆接触，一个涵盖整个背部表面欧姆接触以及一层在正面的抗反射层。当电池暴露于太阳能光谱时，能量小于禁带宽度Eg的光子对电池输出并无贡献。能量大于禁带宽度Eg的光子才会对电池输出贡献能量Eg，大于的能量则会以热的形式消耗掉。因此，在太阳能电池的设计和制造过程中，必须老考虑这个部分热量对电池稳定性、寿命等的影响。
（四）、太阳能电池的用途
太阳能电池用途相当的广泛，天上的人造卫星所需能量由太阳能电池供给，有太阳时可产生电能，用不完的贮藏在蓄电池里，当见不着太阳时再释放出来，太阳能电池可作航标灯、铁路信号灯，在很少有人去的地方，用起来方便；
还有用太阳能电池作能源的汽车，因为价格高，现在还在实验阶段，还有人设计住房，房内所有能源皆用太阳能供给．
    目前,太阳能电池的应用已从军事领域、航天领域进入工业、商业、农业、通信、家用电器以及公用设施等部门，尤其可以分散地在边远地区、高山、沙漠、海岛和农村使用，以节省造价很贵的输电线路。