第0236章 太陽能電池

太陽能電池元件構成及各部分功能:1，鋼化玻璃其作用為保護髮電主體（如電池片），透光其選用是有要求的：透光率必須高（一般91%以上），超白鋼化處理。

2，eva用來粘結固定鋼化玻璃和發電主體（如電池片），透明eva材質的優劣直接影響到元件的壽命，暴露在空氣中的eva易老化發黃，從而影響元件的透光率，從而影響元件的發電質量除了eva本身的質量外。

而元件廠家的層壓工藝影響也是非常大的，如eva膠連度不達標，eva與鋼化玻璃、背板粘接強度不夠，都會引起eva提早老化，影響元件壽命。

主要粘結封裝發電主體和背板。

3，電池片主要作用就是發電，發電主體市場上主流的是晶體矽太陽電池片、薄膜太陽能電池片，兩者各有優劣。

晶體矽太陽能電池片，裝置成本相對較低，光電轉換效率也高，在室外陽光下發電比較適宜，但消耗及電池片成本很高。

薄膜太陽能電池，消耗和電池成本很低，弱光效應非常好，在普通燈光下也能發電，但相對裝置成本較高，光電轉化效率相對晶體矽電池片一半多點，如計算器上的太陽能電池。

4，背板作用，密封、絕緣、防水（一般都用tpt、tpe等材質必須耐老化，大部分元件廠家都是質保25年，鋼化玻璃，鋁合金一般都沒問題，關鍵就在與背板和矽膠是否能達到要求。

5，鋁合金保護層壓件，起一定的密封、支撐作用。

6，接線盒保護整個發電系統，起到電流中轉站的作用，如果元件短路接線盒自動斷開短路電池串，防止燒壞整個系統接，線盒中最關鍵的是二極體的選用，根據元件內電池片的型別不同，對應的二極體也不相同。

7，矽膠密封作用，用來密封元件與鋁合金邊框、元件與接線盒交界處。

有些會使用雙面膠條、泡棉來替代矽膠，但大部分普遍使用矽膠，工藝簡單，方便，易操作，而且成本很低。

太陽能電池的基本特性有太陽能電池的極性、太陽電池的效能引數、太陽能電環保電池的伏安特性三個基本特性。

太陽能電池的極性是矽太陽能電池一般製成p+n型結構或n+p型結構，p+和n+，表示太陽能電池正面光照層半導體材料的導電型別;n和p，表示太陽能電池背面襯底半導體材料的導電型別。

而太陽能電池的電效能與製造電池所用半導體材料的特性有關。

太陽電池的效能引數由開路電壓、短路電流、最大輸出功率、填充因子、轉換效率等組成。

這些引數是衡量太陽能電池效能好壞的標誌。

太陽能電池的伏安特性是p-n結太陽能電池，包含一個形成於表面的淺p-n結、一個條狀及指狀的正面歐姆接觸、一個涵蓋整個背部表面的背面歐姆接觸以及一層在正面的抗反射層。

當電池暴露於太陽光譜時，能量小於禁頻寬度eg的光子對電池輸出並無貢獻。

能量大於禁頻寬度eg的光子才會對電池輸出貢獻能量eg，小於eg的能量則會以熱的形式消耗掉。

因此，在太陽能電池的設計和製造過程中，必須考慮這部分熱量對電池穩定性、壽命等的影響。

太陽能交流發電系統是由太陽電池板、充電控制器、逆變器和蓄電池共同組成；太陽能直流發電系統則不包括逆變器。

太陽能電池按結晶狀態可分為結晶系薄膜式和非結晶系薄膜式（以下表示為a-）兩大類，而前者又分為單結晶形和多結晶形。

按材料可分為矽薄膜形、化合物半導體薄膜形和有機膜形，而化合物半導體薄膜形又分為非結晶形（a-si:h，a-si:h:f，a-sixgel-x:h等）、3v族（gaas，inp等）、26族（cds系）和磷化鋅(zn3p2）等。

太陽能電池根據所用材料的不同，太陽能電池還可分為：矽太陽能電池、多元化合物薄膜太陽能電池、聚合物多層修飾電極型太陽能電池、奈米晶太陽能電池、有機太陽能電池、塑膠太陽能電池，其中矽太陽能電池是發展最成熟的，在應用中居主導地位。

矽太陽能電池分為單晶矽太陽能電池、多晶矽薄膜太陽能電池和非晶矽薄膜太陽能電池三種。

單晶矽太陽能電池轉換效率最高，技術也最為成熟。

在實驗室裡最高的轉換效率為%，規模生產時的效率為15%。

在大規模應用和工業生產中仍佔據主導地位，但由於單晶矽成本價格高，大幅度降低其成本很困難，為了節省矽材料，發展了多晶矽薄膜和非晶矽薄膜作為單晶矽太陽能電池的替代產品。

多晶矽薄膜太陽能電池與單晶矽比較，成本低廉，而效率高於非晶矽薄膜電池，其實驗室最高轉換效率為18%，工業規模生產的轉換效率為10%。

非晶矽薄膜太陽能電池成本低重量輕，轉換效率較高，便於大規模生產，有極大的潛力。

但受制於其材料引發的光電效率衰退效應，穩定性不高，直接影響了它的實際應用。

如果能進一步解決穩定性問題及提高轉換率問題，那麼，非晶矽太陽能電池無疑是太陽能電池的主要發展產品之一。

多晶體薄膜電池硫化鎘、碲化鎘多晶薄膜電池的效率較非晶矽薄膜太陽能電池效率高，成本較單晶矽電池低，並且也易於大規模生產，但由於鎘有劇毒，會對環境造成嚴重的汙染，因此，並不是晶體矽太陽能電池最理想的替代產品。

砷化鎵（gaas）iii-v化合物電池的轉換效率可達28%，gaas化合物材料具有十分理想的光學帶隙以及較高的吸收效率，抗輻照能力強，對熱不敏感，適合於製造高效單結電池。

但是gaas材料的價格不菲，因而在很大程度上限制了用gaas電池的普及。

銅銦硒薄膜電池（簡稱cis）適合光電轉換，不存在光致衰退問題，轉換效率和多晶矽一樣。

第0237章預告能量轉化裝置