1、 太陽(yáng)能電池發(fā)電原理: 太陽(yáng)電池是一種對(duì)光有響應(yīng)并能將光能轉(zhuǎn)換成電力的器件。 能產(chǎn)生光伏效應(yīng)的材料有許多種，如：?jiǎn)尉Ч瑁嗑Ч瑁?非晶硅，砷化鎵，硒銦銅等。它們的發(fā)電原理基本相同，現(xiàn)已晶體硅為 例描述光發(fā)電過(guò)程。 P型晶體硅經(jīng)過(guò)摻雜磷可得N型硅，形成P-N結(jié)。如圖1所示。
用文字圖描述如下：
當(dāng)光線照射太陽(yáng)電池表面時(shí)，一部分光子被硅材料吸收;光子的能量傳遞給了硅原子，使電子發(fā)生了越遷，成為自由電子在P-N結(jié)兩側(cè)集聚形成了電位差，當(dāng)外部接通電路時(shí)，在該電壓的作用下，將會(huì)有電流流過(guò)外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。這個(gè)過(guò)程的的實(shí)質(zhì)是：光子能量轉(zhuǎn)換成電能的過(guò)程。
2、 晶體硅太陽(yáng)電池的制作過(guò)程:
"硅"是我們這個(gè)星球上儲(chǔ)藏最豐富的材料之一。自從上個(gè)世紀(jì)科學(xué)家們發(fā) 現(xiàn)了晶體硅的半導(dǎo)體特性后，它幾乎改變了一切，甚至人類的思維，20世紀(jì)末，我們的生活中處處可見(jiàn)"硅"的身影和作用,晶體硅太陽(yáng)電池是近15年來(lái)形成產(chǎn)業(yè)化最快的。生產(chǎn)過(guò)程大致可分為五個(gè)步驟:a)提純過(guò)程 b)拉棒過(guò)程 c)切片過(guò)程 d)制電池過(guò)程 e)封裝過(guò)程. 如下圖所示：
3、 太陽(yáng)電池的應(yīng)用:
上世紀(jì)60年代，科學(xué)家們就已經(jīng)將太陽(yáng)電池應(yīng)用于空間技術(shù)-----通信衛(wèi)星供電，上世紀(jì)末，在人類不斷自我反省的過(guò)程中，對(duì)于光伏發(fā)電這種如此清潔和直接的能源形式已愈加親切，不僅在空間應(yīng)用，在眾多領(lǐng)域中也大顯身手。如：太陽(yáng)能庭院燈，太陽(yáng)能發(fā)電戶用系統(tǒng),村寨供電的獨(dú)立系統(tǒng)，光伏水泵（飲水或灌溉）,通信電源，石油輸油管道陰極保護(hù)，光纜通信泵站電源,海水淡化系統(tǒng)，城鎮(zhèn)中路標(biāo)、高速公路路標(biāo)等。在世紀(jì)之交前后期間，歐美等先進(jìn)國(guó)家光伏發(fā)電并入城市用電系統(tǒng)及邊遠(yuǎn)地區(qū)自然村落供電系統(tǒng)納入發(fā)展方向。太陽(yáng)電池與建筑系統(tǒng)的結(jié)合已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)化趨勢(shì)。 光伏電源系統(tǒng)的組成：
a） 直流負(fù)載系統(tǒng)
b） 交流負(fù)載系統(tǒng)
4、 太陽(yáng)電池基本性質(zhì):
a） 光電轉(zhuǎn)換效率η％:評(píng)估太陽(yáng)電池好壞的重要因素。 目前：實(shí)驗(yàn)室η≈24％，產(chǎn)業(yè)化：η≈15％。
b）單體電池電壓V：0.4V---0.6V 由材料物理特性決定。
c）填充因子FF％：評(píng)估太陽(yáng)電池負(fù)載能力的重要因素。
幾何意義用I-V曲線圖來(lái)表示：
陰影部分為負(fù)載面積，填充因子的數(shù)學(xué)表達(dá)形式：
F
F=(Im*Vm)/(Isc*Voc)
其中：Isc—短路電流, Voc—開(kāi)路電壓, Im--最佳工作電流, Vm—最佳工作電壓;
d）標(biāo)準(zhǔn)光強(qiáng)與環(huán)境溫度地面：AM1.5光譜,1000W/m2, t=25℃;
e）溫度對(duì)電池性質(zhì)的影響 。 例如：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，AM1.5光強(qiáng)， t=25℃ 某電池板輸出功率測(cè)得為100Wp，如果電池溫度升高至45℃時(shí)，則電池板輸出功率就不到100Wp.
