提高太阳能电池的转换效率方法.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,如何提高太阳能效率,概述,太阳能光伏发电,提高转换效率方法,2,概述,太阳能前景,应用方面,太阳能成果,3,概述太阳能前景,随着经济的发展、社会的进步，化石能源的供不应求，人们对能源提出越来越高的要求，寻找,新能源,成为当前人类面临的迫切课题照射在地球上的太阳能非常巨大，大约40分钟照射在地球上的,太阳能,，足以供全球人类一年能量的消费。可以说，太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。而且太阳能发电绝对干净，不产生公害。所以太阳能发电被誉为是理想的能源。,4,概述太阳能的前景,太阳能的优点,1.普遍性,2.无害性,3.巨大性,4.长久性,太阳能的缺点,1.照射的能量分布密度小,2.不稳定性,3.效率低,4.成本高,5,概述太阳能的前景,在各国政府的扶持下，世界太阳能电池产量快速增长，1995-2005年间，全球太阳能电池产量增长了17倍。2010年全球太阳能电池的年产量较2005年的年产量增长6.3倍，整个行业的销售收入增长3.5倍。,6,概述太阳能前景,目前从能源供应安全和清洁利用的角度出发，世界各国正把太阳能的,商业化,开发和利用作为重要的发展趋势。欧盟、日本和美国把,2030年,以后能源供应安全的重点放在太阳能等,可再生能源,方面。预计到,2030年,太阳能发电,将占世界电力供应的10%以上，2050年达到20%以上。大规模的开发和利用使太阳能在整个能源供应中将,占有一席之地,。,7,概述应用方面,太阳能光伏发电,太阳能热发电,太阳能热水器,太阳能灶,8,概述太阳能成果,我国,光伏发电,产业迅猛发展。到2007年年底，全国,光伏系统,的累计,装机容量,达到10万千瓦，从事,太阳能电池,生产的企业达到50余家，,太阳能电池,生产能力,达到290万千瓦，,太阳能电池,年产量达到1188MW，超过日本和欧洲，并已初步建立起从原材料生产到,光伏系统,建设等多个环节组成的完整,产业链,，特别是多晶,硅材料,生产取得了重大进展，突破了年产千吨大关，冲破了太阳能电池原材料生产的瓶颈制约，为我国光伏发电的规模化发展奠定了基础。,9,概述太阳能成果,2007年，,中国太阳,能热水器产量的增长速度约为30%，年产量达2340万m2，总,保有量,约为10800万m2。2007年，太阳能热水器市场销售额约为320亿元人民币，产值亿元人民币以上的企业有20多家。太阳能热水器的,出口额,增长约为28%，6500万美元左右，产品出口欧洲、美洲、非洲、东南亚等50多个国家和地区,10,太阳能光伏发电,光伏发电装置,光伏电池原理,光伏电池特性,光伏电池类型,11,光伏发电装置,太阳能,发电系统主要包括：太阳能电池组件（阵列）、控制器、蓄电池、逆变器、用户即照明负载等组成,12,光伏发电装置,13,光伏电池原理,光伏电池板是光伏发电系统中的核心部分，也是光伏发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳能转化为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。光伏电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。,14,光伏电池原理,光伏电池的发电原理是利用了光生伏特效应。它实质上是一个大面积的PN结，当光照射到PN结的一个面，例如P型面 时，若光子,能量,大于半导体材料的禁带宽度，那么P型区每吸收一个光子就产生一对自由电子和空穴，电子-空穴对从表面向内迅速扩散，在结电场的作用下，最后建立一个与,光照强度,有关的,电动势,15,光伏电池原理,16,光伏电池原理,17,光伏电池特性,光谱特性：光电池对不同,波长,的光的灵敏度是不同的。,光照特性：光电池在不同,光照度,下，其,光电流,和光生电动势是不同的,温度特性：电池的开路电压和短路电流随温度变化的情况。,18,光伏电池类型,单晶硅光伏电池,多晶硅光伏电池,非晶硅光伏电池,铜铟锡光伏电池,砷化镓光伏电池,碲化镉光伏电池,19,光伏产业目前最大的挑战是如何提高光伏电池转换效率降低成本。,20,影响光伏电池转换效率的因素,制作电池的材料,光伏电池的制程,电池的表面处理,电池板角度处理,21,提高转换效率的方法,电池与接线的电阻,电池与接线间的电阻对太阳能电池转换效率的高低影响十分显著。尤其太阳能电池模块是由多个电池串联而成，因此接点电阻影响甚巨。因此，可在采用模块设计时改进横向布线及电池极板等布线结构，以降低电阻。并透过缩小电池单元间隔、加大电池单元的排列密度，提高模块的转换效率。此外，也可将金属电极埋入基板中，以减少串联电阻,22,提高转换效率的方法,串叠型电池,把两个或两个以上的元件堆栈起来，能够吸收较高能量光谱的电池放在上层，吸收较低能量光谱的电池放在下层，透过不同材料的电池将光子的能量层层吸收，减少光能的浪费并获得比原来更多的光能。,23,提高转换效率的方法,抗反射层,在太阳能电池的表面，会镀上一层抗反射层，主要的作用在于让太阳能吸收的过程当中，仅少量的反射造成光能流失,24,提高转换效率的方法,表面粗化处理、,将表面制成金字塔型的组织(Pyramid Texture)结构，可增加表面积，吸收更多太阳光。,25,提高转换效率的方法,电极形状,将不透光的金属电极作成手指状(finger)(图三)或是网状，经过层层反射，可使大部分的入射阳光都能进入半导体材料中,26,提高转换效率的方法,光感度特性,太阳能电池的光伏变换与光波长存在一个感度特性。实验证明理想材料对波长为0.5到1um之间的光感度最强。所以在进行光电化时，尽可能满足其感光度最好的条件。,27,提高转换效率的方法,固定式太阳能光电版,由于所处纬度的不同，太阳照射角度不同，因此太阳能光电板的架设角度也会影响到光电板吸收阳光的效益。若是处于赤道上，光电板须平放在水平面上的日照效益最高，而台湾位于北回归线上，纬度为北纬23.5 度。加上白天太阳由东方升起后，行进的轨道会在台湾的南方，所以架设太阳能光电板将板面朝南并将仰角设定为23.5 度，将可以得到最大的日照效益,28,提高转换效率的方法,转动式太阳能光电版,太阳日出日落，太阳能光电板在一天中每个时段所能接收的最大太阳光因而不同，无法保持在最大值，因此有人设计出随着太阳的方向、角度而转动的太阳能光电版，比固定式太阳能光电板更能接收最多的太阳光，达到最大的发电效益。,29,