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太阳能电池浅析
双鹿电池 WWW.SONLUK.COM.CN 2007-08-03 08:18:27
 
     太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。以光电效应工作的薄膜式太阳能电池为主流,而以光化学效应工作的湿式太阳能电池则还处于萌芽阶段。太阳光照在半导体p-n结上,形成新的空穴-电子对,在p-n结电场的作用下,空穴由n区流向p区,电子由p区流向n区,接通电路后就形成电流,这就是光电效应太阳能电池的工作原理。目前世界各国正在研究的太阳电池主要有单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳电池。在能量转换效率和使用寿命等综合性能方面,单晶硅和多晶硅电池优于非晶硅电池。多晶硅比单晶硅转换效率略低,但价格更便宜。另外,还有其他类型的太阳电池。下面我就来介绍一下各种类型的太阳能电池:
     一、 单晶硅太阳电池
     单晶硅太阳电池是当前开发最快的一种太阳电池,它的结构和生产工艺已定型,产品已广泛用于空间和地面。这种太阳电池以高纯的单晶硅棒为原料,纯度要求99.999%以上。为了降低生产成本,现在地面应用的太阳电池等采用太阳能级的单晶硅棒,材料性能指标有所放宽。有的也可使用半导体器件加工的头尾料和废次单晶硅材料,经过复拉制成太阳电池专用的单晶硅棒。
单晶硅太阳电池的单体片制成后,经过抽查检验,即可按需要的规格组装成太阳电池组件,用串联和并联的方法构成一定的输出电压和电流。
     二、 多晶硅太阳电池
     多晶硅太阳电池使用的材料,多半是含有大量单晶颗粒的集合体,或用废次单晶硅材料和冶金级硅材料熔化浇铸而成,然后注入石墨铸模中,待慢慢凝固冷却后,即得多晶硅锭。这种硅锭可铸成立方体,以便切片加工成方形太阳电池片,可提高材料利用率和方便组装。多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多,其光电转换效率在12%左右,稍低于单晶硅太阳电池,但其材料制造简便,电耗低,总的生产成本较低,因此得到广泛应用。
      三、 非晶硅太阳电池
     非晶硅太阳电池是新型薄膜式太阳电池,它与单晶硅和多晶硅太阳电池的制作方法完全不同,硅材料消耗很少,电耗更低,非常吸引人。
非晶硅太阳电池的结构各有不同,但可以通过连续生产方式实现大批量生产。同时,非晶硅太阳电池很薄,可以制成叠层式,或采用集成电路的方法制造,一次制作多个串联电池,以获得较高的电压。现在日本生产的非晶硅串联太阳电池可达2.4伏。非晶硅太阳电池存在的问题是光电转换率偏低,且不够稳定,所以尚未大量用作大型太阳能电源,多半用于袖珍式电子计算器、电子钟表及复印机等产品。
     四、 聚光太阳电池
聚光是降低太阳电池利用总成本的一种措施。通过积光器使较大面积的阳光聚在一个较小的范围内,以增加光强,获得更多的电能输出。通常聚光器的倍率有好几十,其结构可采用反射式或透镜式。聚光器的跟踪一般用光电自动跟踪。散热方式可以是气冷或水冷,有的与热水器结合,既获得电能,又得到热水。
 

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