提高太陽能電池的轉換效率方法第1頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六如何提高太陽能效率概述

太陽能光伏發電

提高轉換效率方法第2頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六概述太陽能前景應用方面太陽能成果第3頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六概述—太陽能前景隨著經濟的發展、社會的進步，化石能源的供不應求，人們對能源提出越來越高的要求，尋找新能源成為當前人類面臨的迫切課題。照射在地球上的太陽能非常巨大，大約40分鐘照射在地球上的太陽能，足以供全球人類一年能量的消費。可以說，太陽能是真正取之不盡、用之不竭的能源。而且太陽能發電絕對干凈，不產生公害。所以太陽能發電被譽為是理想的能源。第4頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六概述—太陽能的前景太陽能的優點1.普遍性2.無害性3.巨大性4.長久性太陽能的缺點1.照射的能量分布密度小2.不穩定性3.效率低4.成本高第5頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六概述—太陽能的前景在各國政府的扶持下，世界太陽能電池產量快速增長，1995-2005年間，全球太陽能電池產量增長了17倍。2010年全球太陽能電池的年產量較2005年的年產量增長6.3倍，整個行業的銷售收入增長3.5倍。第6頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六概述—太陽能前景目前從能源供應安全和清潔利用的角度出發，世界各國正把太陽能的商業化開發和利用作為重要的發展趨勢。歐盟、日本和美國把2030年以后能源供應安全的重點放在太陽能等可再生能源方面。預計到2030年太陽能發電將占世界電力供應的10%以上，2050年達到20%以上。大規模的開發和利用使太陽能在整個能源供應中將占有一席之地。第7頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六概述—應用方面太陽能光伏發電太陽能熱發電太陽能熱水器太陽能灶第8頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六概述—太陽能成果我國光伏發電產業迅猛發展。到2007年年底，全國光伏系統的累計裝機容量達到10萬千瓦，從事太陽能電池生產的企業達到50余家，太陽能電池生產能力達到290萬千瓦，太陽能電池年產量達到1188MW，超過日本和歐洲，并已初步建立起從原材料生產到光伏系統建設等多個環節組成的完整產業鏈，特別是多晶硅材料生產取得了重大進展，突破了年產千噸大關，沖破了太陽能電池原材料生產的瓶頸制約，為我國光伏發電的規模化發展奠定了基礎。

第9頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六概述—太陽能成果2007年，中國太陽能熱水器產量的增長速度約為30%，年產量達2340萬m2，總保有量約為10800萬m2。2007年，太陽能熱水器市場銷售額約為320億元人民幣，產值億元人民幣以上的企業有20多家。太陽能熱水器的出口額增長約為28%，6500萬美元左右，產品出口歐洲、美洲、非洲、東南亞等50多個國家和地區第10頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六太陽能光伏發電光伏發電裝置光伏電池原理光伏電池特性光伏電池類型第11頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六光伏發電裝置

太陽能發電系統主要包括：太陽能電池組件（陣列）、控制器、蓄電池、逆變器、用戶即照明負載等組成第12頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六光伏發電裝置第13頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六光伏電池原理光伏電池板是光伏發電系統中的核心部分，也是光伏發電系統中價值最高的部分。其作用是將太陽能轉化為電能，或送往蓄電池中存儲起來，或推動負載工作。光伏電池板的質量和成本將直接決定整個系統的質量和成本。第14頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六光伏電池原理光伏電池的發電原理是利用了光生伏特效應。它實質上是一個大面積的PN結，當光照射到PN結的一個面，例如P型面時，若光子能量大于半導體材料的禁帶寬度，那么P型區每吸收一個光子就產生一對自由電子和空穴，電子-空穴對從表面向內迅速擴散，在結電場的作用下，最后建立一個與光照強度有關的電動勢

第15頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六光伏電池原理第16頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六光伏電池原理第17頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六光伏電池特性光譜特性：光電池對不同波長的光的靈敏度是不同的。光照特性：光電池在不同光照度下，其光電流和光生電動勢是不同的溫度特性：電池的開路電壓和短路電流隨溫度變化的情況。第18頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六光伏電池類型單晶硅光伏電池多晶硅光伏電池非晶硅光伏電池銅銦錫光伏電池砷化鎵光伏電池碲化鎘光伏電池第19頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六光伏產業目前最大的挑戰是如何提高光伏電池轉換效率，降低成本。第20頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六影響光伏電池轉換效率的因素制作電池的材料光伏電池的制程電池的表面處理電池板角度處理第21頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六提高轉換效率的方法電池與接線的電阻電池與接線間的電阻對太陽能電池轉換效率的高低影響十分顯著。尤其太陽能電池模塊是由多個電池串聯而成，因此接點電阻影響甚巨。因此，可在采用模塊設計時改進橫向布線及電池極板等布線結構，以降低電阻。并透過縮小電池單元間隔、加大電池單元的排列密度，提高模塊的轉換效率。此外，也可將金屬電極埋入基板中，以減少串聯電阻第22頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六提高轉換效率的方法串疊型電池把兩個或兩個以上的元件堆棧起來，能夠吸收較高能量光譜的電池放在上層，吸收較低能量光譜的電池放在下層，透過不同材料的電池將光子的能量層層吸收，減少光能的浪費并獲得比原來更多的光能。第23頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六提高轉換效率的方法抗反射層在太陽能電池的表面，會鍍上一層抗反射層，主要的作用在于讓太陽能吸收的過程當中，僅少量的反射造成光能流失第24頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六提高轉換效率的方法表面粗化處理、將表面制成金字塔型的組織(PyramidTexture)結構，可增加表面積，吸收更多太陽光。第25頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六提高轉換效率的方法電極形狀將不透光的金屬電極作成手指狀(finger)(圖三)或是網狀，經過層層反射，可使大部分的入射陽光都能進入半導體材料中第26頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六提高轉換效率的方法光感度特性太陽能電池的光伏變換與光波長存在一個感度特性。實驗證明理想材料對波長為0.5到1um之間的光感度最強。所以在進行光電化時，盡可能滿足其感光度最好的條件。第27頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六提高轉換效率的方法固定式太陽能光電版由于所處緯度的不同，太陽照射角度不同，因此太陽能光電板的架設角度也