太阳能电池工作过程83.1.3太阳能光伏电池工作过程.pptVIP

* Lecturer: Hongqiangli Tel Email *   第三章 太阳能电池与阵列 3.1 太阳能光伏电池工作原理 1 3.2 太阳能光伏电池基本特性 2 目录 3.3 太阳能光伏电池类型及制造 3 3.4 太阳能组件与方阵 4 §3-1 太阳能光伏电池工作原理 §3-1 太阳能光伏电池工作原理 I-U特性 3.1.2 光生伏打效应 解释一下开路电压 3.1.3 太阳能光伏电池工作过程 （1）必须有光的照射； （2）入射光子必须具有足够的能量，注入半导体后要能激发出电子-空穴对，这些电子和空穴对必须具备足够长的寿命，确保他们在分离前不会自行复合消失； （3）必须有一个势垒电场存在； （4）被分离的电子和空穴，经电极收集输出到电池体外形成电流； 板书：太阳能电池工作过程 3.1.3 太阳能光伏电池工作过程 四种典型工作状态： （1）无外部光照； （2）稳定光照，输出开路； （3）稳定光照，输出短路； （4）稳定光照，外接负载。 板书：太阳能电池工作过程 3.1.4 太阳能光伏电池的基本结构 （1）基本结构 3.1.4 太阳能光伏电池的基本结构 （2）太阳能电池的极性 太阳能电池的电极性与制造电池所用的半导体材料的特性相关； 一般，有太阳光照射时，太阳能电池输出电压的极性规律是P型一侧为正，N型一侧为负。 正向偏压；反向偏压。 整体而言：静止作用，无宏观运动，无热工过程，最长寿、最可靠 §3-2 太阳能光伏电池基本特性 3.2.1 等效模型 （1）理想等效电路； （2）实际等效电路； （3）伏安特性曲线（略） §3-2 太阳能光伏电池基本特性 3.2.2 伏安特性曲线 （1）短路电流；Isc,1平方厘米约为16-30mA（标准光源辐照）;与辐照度成正比；环境温度升高，每1摄氏度，上升76μA。 （2）开路电压Uoc;100mW/m2辐照下，输出电压为开路电压；与辐照强度成正比；环境温度升高，每1摄氏度，下降2-3mV。 （3）输出功率（板书） （4）转换效率；（边界条件） （5）填充因子； §3-2 太阳能光伏电池基本特性 3.2.3 其他影响因素 （1）温度： §3-2 太阳能光伏电池基本特性 3.2.3 其他影响因素 （2）日照强度： §3-2 太阳能光伏电池基本特性 3.2.3 其他影响因素 （3）太阳能电池的光谱响应： §3-2 太阳能光伏电池基本特性 3.2.3 其他因素对太阳能输出特性的影响 （4）负载电阻：负载电阻越大，电流越小，电压越高，若以输出功率以及转换效率为目标，则必须选择最佳负载电阻值。 §3-2 太阳能光伏电池基本特性 3.2.4 影响太阳能电池效率的因素 （1）基体材料：禁带宽度越大短路电流越小，开路电压越大；结果是禁带宽度为1.4eV时，效率最高。 （2）电池温度：负相关，温升10摄氏度，效率降低5%。 （3）制造工艺： （4）辐照强度，光强增加x倍，则单位面积光生电流和输入功率增加X倍（单输出功率大于X倍，为什么？）。 （5）串联电阻Rs §3-3 太阳能光伏电池类型及制造 3.3.1 太阳能光伏电池的类型（按材料分） （1）硅太阳能电池：单晶硅、多晶硅、非晶硅 （2）多元化合物薄膜太阳能电池：砷化镓、硫化镉、锑化镉及铜铟硒 （3）聚合物多层修饰电极型太阳能电池 （4）纳米晶体太阳能电池 （5）有机太阳能电池 §3-3 太阳能光伏电池类型及制造 3.3.1 太阳能光伏电池的类型（按结构分） （1）同质结太阳能电池 （2）异质结太阳能电池 （3）肖特基结太阳能电池 （4）复合结太阳能电池 （5）液体结太阳能电池 空间太阳能电池、地面太阳能电池 §3-3 太阳能光伏电池类型及制造 3.3.2 太阳能光伏电池的制造 （1）硅片选择 （2）表面准备 （3）扩散制结 （4）除去背结 （5）电极制作 （6）腐蚀周边 （7）蒸镀减反射膜 （8）检验测试 （9）组件封装 §3-4 太阳能电池组件与方阵 3.4.1 太阳能组件 太阳能电池单体概念（单体电压0.45-0.5V） （1）组件结构： §3-4 太阳能电池组件与方阵 3.4.1 太阳能组件 （2）组件生产： 电池检测——正面焊接——背面串接——层压敷设——组件层压—— 修边——装框——高压测试——组件测试——外观检查——包装入库 §