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1、.一,基础知识(1)太阳能电池的发电原理太阳能电池是利用半导体材料的光电效应,将太阳能转换成电能的装置.●半导体的光电效应所有的物质均有原子组成,原子由原子核和围绕原子核旋转的电子组成.半导体材料在正常状态下,原子核和电子紧密结合(处于非导体状态),但在某种外界因素的刺激下,原子核和电子的结合力降低,电子摆脱原子核的束搏,成为自由电子.光激励核核电子空穴电子Word资料.●PN结合型太阳能电池电子对Word资料.太阳能电池是由P型半导体和N型半导体结合而成,N型半导体中含有较多的空穴,而P型半导体中含有较多的电子,当P型和N型半导体结合时在结合处会形成电势当芯片在受光过程中,
2、带正电的空穴往P型区移动,带负电子的电子往N型区移动,在接上连线和负载后,就形成电流..Word资料.－＋－N型PN结Word资料.＋－＋＋－＋－＋－N区－－－－－－Word资料.PN结合＋－＋＋－＋－＋－电势＋＋＋＋＋＋P区Word资料.－＋－P型(2)太阳能电池种类Word资料.硅半导体结晶类非晶类单晶硅电池多晶硅电池非晶硅电池转换效率:17%转换效率:14%转换效率:6-7%空间用民用民用民用Word资料.太阳能电池3-5族化合物电池转换效率:24%空间用Word资料.Word资料.化合物半导体2-6族化合物电池转换效率:10%民用Word资料
3、.1-3-6族化合物电池转换效率:8%Word资料.※在现在的太阳能电池产品中,以硅半导体材料为主,其中又以单晶硅和多晶硅为代表.由于其原材料的广泛性,较高的转换效率和可靠性,被市场广泛接受.非晶硅在民用产品上也有广泛的应用(如电子手表,计算器等),但是它的稳定性和转换效率劣于结晶类半导体材料.化合物太阳能电池由于其材料的稀有性和部分材料具有公害,现阶段未被市场广泛采用.※现在太阳能电池的主流产品的材料是半导体硅,是现代电子工业的必不可少的材料,同时以氧化状态的硅原料是世界上第二大的储藏物质.※京瓷公司早在上世纪的八十年代就认识到多晶硅太阳能电池的光阔前景和美好未来,率先开启
4、多晶硅太阳能电池的工业化生产大门.现在已经是行业的龙头,同时多晶硅太阳能电池也结晶类太阳能电池的主流产品(太阳能电池的70%以上).(3)多晶硅太阳能电池的制造方法Word资料.铸2造工艺高温冶炼(1400度以上)将经过还原后的金属硅原料注入铸造炉内,同时注入硅烷气体在高温熔化的同时进行化学反冷却成锭基片厚度(220微米)破锭(150mm*155mm)切片(线切割)Word资料.Word资料.PN结合(正面N极,反面P极)减反膜形成芯片工艺N极烧结电极印刷(正反通过电极,汇集电Word资料.Word资料.压芯片串,并联,形成设计需要的电流(一片芯片的电封装工艺组配叠片层
5、压玻璃(防冲EVA(缓冲)芯片(发电)EVA(缓冲)背垫(防湿)Word资料.模拟光源,输出测试边框安装(4)太阳能电池关连的名称和含义●转换效率太阳能电池的转换效率是指电池将接收到的光能转换成电能的比率输出功率转换效率=100%太阳能电池板被照射的太阳能※标准测试状态由于太阳能电池的输出受太阳能的辐射强度,温度等自然条件的影响,为了表述太阳能电池的输出和评价其性能,设定在太阳能电池板的表面温度为25度,太阳能辐射强度为1000ｗ/㎡、分光分布AM1.5的模拟光源条件下的测试为标准测试状态.Word资料.大气层AM1θ=90度AM1.5(标准测定状态)地面θ＝41.8度W
6、ord资料.分光分布小知识晶硅类理论转换效率极限为29%,而现在的太阳能电池的转换效率为17%～19%,因此,太阳能电池的技术上还有很大的发展空间.●太阳能电池输出特性【太阳能电池电流---电压特性(I-V曲线)】Word资料.短路电流Iｓｃ最佳输出动作电流电流Ipm最大输出动作电压Vｐｍ最佳动作点最大输出最大输出(PM):最大输出电压(Vpm)最大输出电流(Ipm)开路电压(Voc):开路状态的太阳能电池端子间的电压短路电流(Isc):太阳能电池端子间的短路电流最大输出电压(Vｐｍ):最大输出状态时的动作电压最大输出电流(Ipm):最大输出状态时的动作电流Word资料.电
7、压开路电压Voc【日照强度变化和I-V曲线】【温度变化和I-V曲线】1000W/㎡0度25度50度75度800W/㎡600W/㎡电流电流400W/㎡电压电压【日照强度—最大输出特性】【温度-最大输出特性】Word资料.120最100大80输60出40%20020040060080010001200日照强度(W/㎡)120最100大80输60出40%200-250255075100温度(度)Word资料.Word资料.●太阳能电池的短路电流和日照强度成正比●太阳能电池对环境的贡献①对防止
