《太阳电池基本知识》课件.pptVIP

*******************太阳电池基本知识太阳电池是一种能够将太阳能直接转换为电能的半导体器件。它能够吸收太阳光并产生电流,为我们提供清洁可再生的能源来源。了解太阳电池的基本原理和结构特点非常重要。M太阳能发电的历史和发展太阳能发电的历史可以追溯到19世纪初,当时人们开始探索利用太阳能进行发电。经过一个多世纪的发展,太阳能发电技术已经取得了长足进步。11950年代第一个太阳能电池问世21960年代太阳能电池技术的突破31970年代国际太阳能研发中心建立41990年代大规模应用商业化发展52000年代太阳能发电成本大幅下降如今,太阳能已成为最快发展的可再生能源之一,在全球能源转型中扮演着重要角色。未来,太阳能发电技术将继续提升效率和降低成本,为可持续发展做出更大贡献。太阳能与可再生能源1可再生能源的定义可再生能源是指可永续利用的自然能源,包括太阳能、风能、水能、地热能和生物质能等。这些能源可以循环利用,不会在利用过程中耗尽。2太阳能的可再生性太阳能是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源。通过光伏技术,可以直接将太阳能转化为电能,是最重要的可再生能源之一。3太阳能的环保性与化石燃料相比,利用太阳能发电过程中不产生任何污染排放,是一种清洁环保的能源。这有助于实现可持续发展目标。太阳能的特点和优势清洁环保太阳能发电过程中不产生任何废气或化学污染物质,是一种完全绿色环保的可再生能源。可持续性太阳辐射是一种取之不尽的能源,只要太阳存在,太阳能电池就能永续发电,符合可持续发展理念。分布式应用太阳能电池可以就近分布在用电点附近,减少输电线路建设,提高系统整体效率。就地取材太阳能电池所需的硅料等原料在地球上储量丰富,制造成本较低。太阳电池的工作原理光子吸收当光子照射到太阳电池表面时,会被半导体材料吸收,产生电子-空穴对。电子-空穴分离电子-空穴对在内建电场的作用下会被分离,电子向N型区移动,空穴向P型区移动。电流产生分离的电子和空穴在外部电路中流动,产生直流电流,用于供电。太阳电池的基本结构太阳电池的基本结构由光敏半导体材料、电极、中间层以及外壳等部分组成。光敏半导体材料通常采用单晶硅或多晶硅等,能够吸收光子并产生电子-空穴对。电极负责收集和传输电子,中间层可以增强光吸收,外壳则提供机械保护。这种结构确保了太阳电池的高效光电转换。单晶硅太阳电池高效转换率单晶硅太阳电池具有最高15-22%的光电转换效率,是目前最常见的电池类型。单一晶体结构单晶硅电池由高度纯净、高度有序的单晶硅制成,具有规整的原子排列结构。复杂制造过程单晶硅电池的制造需要高温熔融、抽拉、切割等复杂工艺,生产成本较高。出色耐用性单晶硅电池寿命长、性能稳定,广泛应用于家用、工商业等领域。多晶硅太阳电池结构特点多晶硅太阳电池由许多小结晶粒组成,与单晶硅相比成本更低但效率略低。其结构简单,制造过程相对较易。性能特点多晶硅电池具有良好的抗热特性和抗辐射特性,在高温和强光照下仍能保持较高的转换效率。生产工艺多晶硅电池使用熔融和浇铸的方法制造,工艺相对简单,因此成本较低。但结晶质量相对单晶稍差。薄膜太阳电池结构简单薄膜太阳电池由一层半导体材料制成,结构相对简单,制造成本较低。灵活性强薄膜太阳电池可以制成柔性结构,能够覆盖在各种表面上,应用范围广泛。能量转换效率虽然薄膜太阳电池效率相对较低,但随着技术的不断进步正在逐步提高。太阳电池效率25%单晶硅电池单晶硅电池的转换效率可达25%左右。20%多晶硅电池多晶硅电池的转换效率通常在20%左右。15%薄膜电池薄膜电池的转换效率一般在15%上下。太阳电池的损耗热损耗反射损耗遮挡损耗接触电阻损耗逆变器损耗其他损耗从上图可以看出,在太阳能电池系统中,热损耗占比最大,达到30%。其次是反射损耗和遮挡损耗。因此,降低热损耗和提高吸光率是提高太阳能电池效率的重要工作。太阳电池的温度特性温度上升太阳电池的开路电压下降电池效率降低温度下降太阳电池的开路电压上升电池效率提高太阳电池的性能会随着温度的变化而发生改变。温度上升时,开路电压下降,从而导致电池效率降低。而温度下降时,开路电压上升,电池效率得到提高。了解这一温度特性对于优化太阳能发电系统很重要。太阳电池的光强特性太阳电池的输出功率与光照强度成线性关系。光照强度越强，太阳电池的输出功率越高。在标准测试条件下(1000W/m2光照强度)，太阳电池可以输出最大功率。太阳电池的衰老机理1材料老化长期暴露在太阳光和恶劣环境下,电池材料会逐渐老化。2接触问题电极与半导