论上是可行的,技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置,因为效率偏低,成本较高,总的来说,经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当一段时期内,太阳能利用的进一步发展,主要受到经济性的制约。
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第三章太阳能光伏发电系统原理
光伏发电系统是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电系统装置。
31光电效应概述
光照射到某些物质上,引起物质的电性质发生变化,也就是光能量转换成电能。这类光致电变的现象被人们统称为光电效应(Photoelectriceffect)。
32光生伏打效应概述及应用
321光生伏打效应
是指物体由于吸收光子而产生电动势的现象,是当物体受光照时,物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。
322光生伏打效应应用
光生伏打效应主要是应用在半导体的PN结上,把辐射能转换成电能。大量研究集中在太阳能的转换效率上。理论预期的效率为24%。由于半导体PN结器件在阳光下的光电转换效率最高,所以通常把这类光伏器件称为太阳能电池,也称光电池或太阳电池。
33太阳能电池及其太阳能组件
331太阳能电池的工作原理
太阳光照在半导体p
结上,形成新的空穴电子对,p
结电场的作用下,在空穴由
区流向p区,电子由p区流向
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。
332太阳能电池的生产流程
通常的晶体硅太阳能电池是在厚度350~450μm的高质量硅片上制成的,这种硅片从提拉或浇铸的硅锭上锯割而成。如图1
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图1太阳能电池的生产流程333太阳能电池的制造技术
晶体硅太阳能电池的制造工艺流程如图2。提高太阳能电池的转换效率和降低成本是太阳能电池技术发展的主流。
具体的制造工艺技术说明如下:(1)切片:采用多线切割,将硅棒切割成正方形的硅片。(2)清洗:用常规的硅片清洗方法清洗,然后用酸(或碱)溶液将硅片表面切割损伤层除去30-50um。(3)制备绒面:用碱溶液对硅片进行各向异性腐蚀在硅片表面制备绒面。(4)磷扩散:采用涂布源(或液态源,或固态氮化磷片状源)进行扩散制成PN+结,结深一般为03-05um。(5)周边刻蚀:扩散时在硅片周边表面形成的扩散层,会使电池上下电极短路,用掩蔽湿法腐蚀或等离子干法腐蚀去除周边扩r