某MW太阳能屋顶光伏发电工程应用分析.docVIP

某15MW太阳能屋顶光伏发电工程的应用分析 该文档分享来源光伏辅料网：/ [摘要]由于目前太阳能电池本身的光电转换效率比较低且对太阳能电池的利用率低，为最大限度地提高太阳能电池的利用率，减少电能损耗，从太阳能电池的制备工艺、全自动跟踪电池板及太阳能电池最大功率点跟踪(MPPT)三个角度出发，对当前高效利用太阳能电池的现状进行总结分析.　　[关键词]太阳能电池;全自动跟踪;最大功率点跟踪　　能源短缺、环境恶化成为日益严重的全球性问题，人类为追求可持续性发展，正在积极发展可再生能源技术，寻找新能源是当前人类面临的紧迫问题.太阳能清洁、无污染，并且取之不尽，用之不竭，因此越来越受到人们的关注.光伏发电是当前利用太阳能的主要方式之一.太阳能电池利用光生伏特效应原理，将太阳光能直接转化为电能，既可以直接为小型电器提供电能，又可以进行光伏并网发电，应用前景广阔，并且在转化过程中，无污染、无噪声.因此，深入研究和利用太阳能资源，对缓解资源危机，改善生态环境，具有十分重要的意义.但目前太阳能电池的光电转换效率比较低，且戚本较高，因此提高太阳能电池的光电转换效率、降低成本、提高太阳能电池的利用率是人们当前研究的热点问题.　　1硅基太阳能电池　　许多半导体材料都可以用来制造太阳能电池，因此太阳能电池的种类很多.硅基太阳能电池是最早发展起来，并且也是目前发展最成熟的太阳能电池，主要包括单晶硅、多晶硅和非晶硅太阳能电池.　　单品硅太阳能电池稳定性好，具有比较高的转换效率，规模生产的电池组件的光电转换效率可以达到12%-I6%，而实验室记录的最高转换效率已经超过了25%，但其成本较高.与单晶硅相比，多晶硅半导体材料的价格相对较低，相应的电池单元成本也较低，非常具有竞争优势.然而由于多晶硅材料存在着较多的缺陷，如晶界、位错等，转换效率还不够高.非晶硅太阳能电池的转换效率和稳定性都不够好.　　2新型太阳能电池的制备工艺　　对硅基太阳能电池来说，目前其性价比还不能和传统能源相竞争.因此，提高其光电转换效率和降低成本是当前研究的热点问题.这就需要改进太阳能电池材料的制备工艺，因此各类新型太阳能电池应运而生.　　2.1多晶硅薄膜太阳能电池　　多晶硅薄膜太阳能电池是既具有单晶硅和多晶硅太阳能电池的高光电转换效率和长寿命，又具有非晶硅太阳能电池材料的制备工艺相对简单等优点的新一代电池.多晶硅薄膜太阳能电池是在低成本的衬底材料上生长一层多晶硅薄膜，用相对薄的晶体硅层作为太阳能电池的激活层，不仅保持了晶体硅太阳能电池的高性能和稳定性，而且材料的用量大大下降，明显地降低了太阳能电池的成本.其简单结构如图1所示. 　　在多晶硅薄膜太阳能电池的制备过程中:衬底材料有玻璃、C-Si、P-Si、SiC、A1203、Si02膜等;隔离层是在衬底上再沉积一层薄膜，如在玻璃衬底上沉积一层SiOz薄膜，起介质层(绝缘)和隔膜层(阻止衬底中杂质渗入多晶硅薄膜)的作用;籽晶层一般用低温等离子体法(LPCVD)制备，通过再结晶等方法使品粒增大，用CVD等方法在其上生长多晶硅曹膜;P-N结可以在沉积多晶硅薄膜的同时掺棚、磷等获得;光学限制即上下表面织构化和减反射;电学限制即制备前后电极的欧姆接触;电极制备方法主要有丝网印刷、光刻、电子束蒸发和电子镀等.为了提高薄膜电池的光利用率，前电极常常采用绒面设计，增强其陷光作用，而背电极为了增强其反射效果，背电极的透明导电膜要保证其平整性;钝化包括品粒晶界钝化和表面钝化。　　为进一步提高光电转换效率，人们在制备工艺上进行了许多改进:1)制造绒面、减反射膜和高反射背电极来增加太阳光的透过率.多孔硅作为多晶硅太阳能电池的减反射膜具有实用意义，其减反射的作用已能与双重减反射膜相比，所得多晶硅电池的效率也能达到13.4%;2)采用氢钝化，钝化硅体内的悬挂键等缺陷.在晶体生长中受应力等影响造成缺陷越多的硅材料，氢钝化的效果越好.氢钝化可采用离子注入或等离子体处理.在多晶硅太阳能电池表面采用等离子增强化学气相沉积法镀上一层氮化硅减反射膜，由于硅皖分解时产生氢离子对多晶硅可产生氢钝化的效果，以防止其氧化;3)衬底与薄膜之间增加介质用来绝缘;4)表面钝化和体钝化以降低薄膜晶粒品界和品格错位等缺陷;5)采用丝网印刷技术制备细金属栅电极;6)通过改变实验方法和实验参数未获得大颗粒、取向规则、低杂质的多晶硅薄膜.　　2.2染料敏化纳米晶太阳能电池　　近年来，随着纳米材料科学的飞速发展，人们发现纳米TiOz不仅在光辅助催化降解方面[5]具有良好的性能，而且在光电转换方面成效显著.用染料敏化的TiOz纳米品多孔膜作为光电阳极的化学太阳能光电池，称为染料敏化纳米晶太阳能电池.染料敏化纳米晶太阳能电池的结构如图2所示.其主要由导电膜、导电玻璃、