太阳能发电与磷酸锂铁电池

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1、太陽能發電與磷酸鋰鐵電池指導教授:黃永慈副教授組員:吳毓展吳育睿陳志銘林新宸11目錄：前言………………………………3研究方向…………………………4原理解說…………………………5產業上的應用…………………10應用技術………………………1011前言隨著人類科技的高速發展，雖然為人們帶來了許許多多的方便和進步，但是也不知不覺地對地球造成了相當大的傷害，例如:海平面上升、二氧化碳濃度增加所造成之溫室效應、臭氧層的破洞造成紫外線的增強、冰山之融化等等。太陽能發電的技術其實早已被使用了數十年，只是近2-3年才引起全面的注意，主要的原因當然是04年起國際原油價格的飆漲，人們意識到

2、除了目前資源成本全面上揚外，更警覺到石油總有一天會枯竭的問題，故開發替代能源也就成為了全球性的議題，世界各國都希望可以善用替代能源來取代目前的有限資源。現在太陽能板電池的運用也越來越廣泛，像現有之大力推廣使用之太陽能熱水器、太陽能家電，太陽能交通工具的開發設計，如:太陽能車、太陽能船、太陽能飛機等等，藉由光電轉換之裝置就可以把太陽之光能轉換成電能使用，未來之太陽能將會越來越普及近年來能源科技受到非常的重視，很多的學者專家都投入這方面的研究。車輛是一種最方便的交通工具，每天行駛在馬路上的車輛數也數不完，如果能讓車輛使用的能源進行替換或交替使用，來達到大幅度減少能源的消

3、耗的目的，不失為解決當前能源危機之一種方案。11研究方向1.太陽光如何使單矽晶片產生能源。2.磷酸鋰鐵電池的結構。11原理解說太陽能發電原理:太陽能光電池簡稱為太陽能電池，又稱為太陽能晶片，太陽能電池是一種利用太陽光直接發電的光電半導體薄片，其將高純度的半導體材料加入一些不純物使其呈現不同的性質。太陽電池的發電原理，可以用一構造最簡單的單晶矽太陽電池來說明，首先由材料談起，矽是現在各種半導體產業中最重要且使用最廣泛的電子材料。它的來源是二氧化矽，原料取得很容易，成本也比較低。在元素周期表裡，矽的原子序是14，屬於第IV族元素，其中內層的10個電子被原子核緊密的束縛著

4、，而外層的4個電子受到原子核的束縛較小，如果得到足夠的能量，則可使其脫離原子核的束縛而成為自由電子。而這４個電子又稱為價電子。每個矽的４個外層電子，分別和４個鄰近矽原子中的一個外層電子兩兩成對，形成共價鍵。太陽能電池與一般的電池不同，太陽能電池是將太陽能轉換成電能的裝置，且不需要透過電解質來傳遞導電離子，而是改採半導體產生PN結來獲得電位。當半導體受到太陽光的照射時，大量的自由電子伴隨而生，而此電子的移動又產生了電流，也就是在PN結處產生電位差。因此太陽能電池需要陽光才能運作，所以大多是將太陽能電池與蓄電池串聯，將有陽光時所產生的電能先行儲存，以供無陽光時放電使用。

5、11太陽電池是一種可以將能量轉換的光電元件，其基本構造是運用P型與N型半導體接合而成的。半導體最基本的材料是「矽」，它是不導電的，但如果在半導體中摻入不同的雜質，就可以做成P型與N型半導體，再利用P型半導體有個空穴，與N型半導體多了一個自由電子的電位差來產生電流，所以當太陽光照射時，光能將矽原子中的電子激發出來，而產生電子和空穴的對流，這些電子和空穴均會受到內建電位的影響，分別被N型及P型半導體吸引，而聚集在兩端。此時外部如果用電極連接起來，形成一個迴路，這就是太陽電池發電的原理。簡單的說，太陽光電的發電原理，是利用太陽電池吸收0.4μm～1.1μm波長(針對矽晶)

6、的太陽光，將光能直接轉變成電能輸出的一種發電方式。由於太陽電池產生的電是直流電，因此若需提供電力給家電用品或各式電器則需加裝直/交流轉換器，換成交流電，才能供電至家庭用電或工業用電。11太陽能電池的充電發展太陽能電池應用在消費性商品上，大多有充電的問題，過去一般的充電對象採用鎳氫或鎳鎘乾電池，但是鎳氫乾電池無法抗高溫，鎳鎘乾電池有環保污染的問題。近年來超級電容發展快速，容量超大，面積反縮小，加上韓國產品價格低廉，因此有部份太陽能產品開始改採超級電容為充電對象，因而改善了太陽能充電的許多問題：1.充電較快速2.壽命長5倍以上3.充電溫度範圍較廣4.減少太陽能電池用量（

7、可低壓充電）太陽電池材料種類太陽電池的材料種類非常的多，可以有非晶矽、多晶矽、CdTe、CuInxGa(1-x)Se2等半導體的、或三五族、二六族的元素鏈結的材料，簡單地說，凡光照後，而產生電能的，就是太陽電池尋找的材料。主要是透過不同的製程和方法，測試對光的反應和吸收，做到能隙結合寬廣，讓短波長或長波長都可以全盤吸收的革命性突破，來降低材料的成本。太陽電池型式上也分有，基板式或是薄膜式，基板在製程上可分拉單晶式的、或相溶後冷卻結成多晶的塊材，薄膜式是可和建築物有較佳結合，如有曲度或可撓式、折疊型，材料上較常用非晶矽。另外還有一種有機或奈米材料研發，仍屬於前瞻研