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標(biāo)簽 > 太陽能電池
太陽能電池又稱為“太陽能芯片”或“光電池”,是一種利用太陽光直接發(fā)電的光電半導(dǎo)體薄片。它只要被滿足一定照度條件的光照到,瞬間就可輸出電壓及在有回路的情況下產(chǎn)生電流。在物理學(xué)上稱為太陽能光伏(Photovoltaic,縮寫為PV),簡(jiǎn)稱光伏。
太陽能電池又稱為“太陽能芯片”或“光電池”,是一種利用太陽光直接發(fā)電的光電半導(dǎo)體薄片。它只要被滿足一定照度條件的光照到,瞬間就可輸出電壓及在有回路的情況下產(chǎn)生電流。在物理學(xué)上稱為太陽能光伏(Photovoltaic,縮寫為PV),簡(jiǎn)稱光伏。
太陽能電池是通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。以光電效應(yīng)工作的晶硅太陽能電池為主流,而以光化學(xué)效應(yīng)工作的薄膜電池實(shí)施太陽能電池則還處于萌芽階段。
太陽光照在半導(dǎo)體p-n結(jié)上,形成新的空穴-電子對(duì),在p-n結(jié)內(nèi)建電場(chǎng)的作用下,光生空穴流向p區(qū),光生電子流向n區(qū),接通電路后就產(chǎn)生電流。這就是光電效應(yīng)太陽能電池的工作原理。
太陽能電池又稱為“太陽能芯片”或“光電池”,是一種利用太陽光直接發(fā)電的光電半導(dǎo)體薄片。它只要被滿足一定照度條件的光照到,瞬間就可輸出電壓及在有回路的情況下產(chǎn)生電流。在物理學(xué)上稱為太陽能光伏(Photovoltaic,縮寫為PV),簡(jiǎn)稱光伏。
太陽能電池是通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。以光電效應(yīng)工作的晶硅太陽能電池為主流,而以光化學(xué)效應(yīng)工作的薄膜電池實(shí)施太陽能電池則還處于萌芽階段。
太陽光照在半導(dǎo)體p-n結(jié)上,形成新的空穴-電子對(duì),在p-n結(jié)內(nèi)建電場(chǎng)的作用下,光生空穴流向p區(qū),光生電子流向n區(qū),接通電路后就產(chǎn)生電流。這就是光電效應(yīng)太陽能電池的工作原理。
太陽能發(fā)電有兩種方式,一種是光—熱—電轉(zhuǎn)換方式,另一種是光—電直接轉(zhuǎn)換方式。
光—熱—電轉(zhuǎn)換
光—熱—電轉(zhuǎn)換方式通過利用太陽輻射產(chǎn)生的熱能發(fā)電,一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉(zhuǎn)換成工質(zhì)的蒸氣,再驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。前一個(gè)過程是光—熱轉(zhuǎn)換過程;后一個(gè)過程是熱—電轉(zhuǎn)換過程,與普通的火力發(fā)電一樣。太陽能熱發(fā)電的缺點(diǎn)是效率很低而成本很高,估計(jì)它的投資至少要比普通火電站貴5~10倍。一座1000MW的太陽能熱電站需要投資20~25億美元,平均1kW的投資為2000~2500美元。因此,只能小規(guī)模地應(yīng)用于特殊的場(chǎng)合,而大規(guī)模利用在經(jīng)濟(jì)上很不合算,還不能與普通的火電站或核電站相競(jìng)爭(zhēng)。
光—電直接轉(zhuǎn)換
太陽能電池發(fā)電是根據(jù)特定材料的光電性質(zhì)制成的。黑體(如太陽)輻射出不同波長(zhǎng)(對(duì)應(yīng)于不同頻率)的電磁波, 如紅外線、紫外線、可見光等等。當(dāng)這些射線照射在不同導(dǎo)體或半導(dǎo)體上,光子與導(dǎo)體或半導(dǎo)體中的自由電子作用產(chǎn)生電流。射線的波長(zhǎng)越短,頻率越高,所具有的能量就越高,例如紫外線所具有的能量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于紅外線。但是并非所有波長(zhǎng)的射線的能量都能轉(zhuǎn)化為電能,值得注意的是光電效應(yīng)于射線的強(qiáng)度大小無關(guān),只有頻率達(dá)到或超越可產(chǎn)生光電效應(yīng)的閾值時(shí),電流才能產(chǎn)生。能夠使半導(dǎo)體產(chǎn)生光電效應(yīng)的光的最大波長(zhǎng)同該半導(dǎo)體的禁帶寬度相關(guān),譬如晶體硅的禁帶寬度在室溫下約為1.155eV,因此必須波長(zhǎng)小于1100nm的光線才可以使晶體硅產(chǎn)生光電效應(yīng)。 太陽電池發(fā)電是一種可再生的環(huán)保發(fā)電方式,發(fā)電過程中不會(huì)產(chǎn)生二氧化碳等溫室氣體,不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。按照制作材料分為硅基半導(dǎo)體電池、CdTe薄膜電池、CIGS薄膜電池、染料敏化薄膜電池、有機(jī)材料電池等。其中硅電池又分為單晶電池、多晶電池和無定形硅薄膜電池等。對(duì)于太陽電池來說最重要的參數(shù)是轉(zhuǎn)換效率,在實(shí)驗(yàn)室所研發(fā)的硅基太陽能電池中,單晶硅電池效率為25.0%,多晶硅電池效率為20.4%,CIGS薄膜電池效率達(dá)19.6%,CdTe薄膜電池效率達(dá)16.7%,非晶硅(無定形硅)薄膜電池的效率為10.1%
太陽電池是一種可以將能量轉(zhuǎn)換的光電元件,其基本構(gòu)造是運(yùn)用P型與N型半導(dǎo)體接合而成的。半導(dǎo)體最基本的材料是“硅”,它是不導(dǎo)電的,但如果在半導(dǎo)體中摻入不同的雜質(zhì),就可以做成P型與N型半導(dǎo)體,再利用P型半導(dǎo)體有個(gè)空穴(P型半導(dǎo)體少了一個(gè)帶負(fù)電荷的電子,可視為多了一個(gè)正電荷),與N型半導(dǎo)體多了一個(gè)自由電子的電位差來產(chǎn)生電流,所以當(dāng)太陽光照射時(shí),光能將硅原子中的電子激發(fā)出來,而產(chǎn)生電子和空穴的對(duì)流,這些電子和空穴均會(huì)受到內(nèi)建電位的影響,分別被N型及P型半導(dǎo)體吸引,而聚集在兩端。此時(shí)外部如果用電極連接起來,形成一個(gè)回路,這就是太陽電池發(fā)電的原理。
簡(jiǎn)單的說,太陽光電的發(fā)電原理,是利用太陽電池吸收0.4μm~1.1μm波長(zhǎng)(針對(duì)硅晶)的太陽光,將光能直接轉(zhuǎn)變成電能輸出的一種發(fā)電方式。
由于太陽電池產(chǎn)生的電是直流電,因此若需提供電力給家電用品或各式電器則需加裝直/交流轉(zhuǎn)換器,換成交流電,才能供電至家庭用電或工業(yè)用電。
太陽能電池的充電發(fā)展太陽能電池應(yīng)用在消費(fèi)性商品上,大多有充電的問題,過去一般的充電對(duì)象采用鎳氫或鎳鎘干電池,但是鎳氫干電池?zé)o法抗高溫,鎳鎘干電池有環(huán)保污染的問題。超級(jí)電容發(fā)展快速,容量超大,面積反縮小,加上價(jià)格低廉,因此有部份太陽能產(chǎn)品開始改采超級(jí)電容為充電對(duì)象,因而改善了太陽能充電的許多問題:
充電較快速,
壽命長(zhǎng)5倍以上,
充電溫度范圍較廣,
減少太陽能電池用量(可低壓充電)。
工業(yè)級(jí)TOPCon電池的低銀量絲網(wǎng)印刷金屬化技術(shù),實(shí)現(xiàn)降銀80%
本文提出了一種銀含量低的絲網(wǎng)印刷金屬化設(shè)計(jì),通過在TOPCon太陽能電池中使用銀點(diǎn)陣和銀含量低的浮動(dòng)指狀結(jié)構(gòu),顯著減少了銀的使用量,同時(shí)保持了高效率。通...
高霧度FTO基板透光率精準(zhǔn)調(diào)控,鈣鈦礦太陽能電池效率提升新路徑
高霧度氟摻雜氧化錫(FTO)玻璃基板的光學(xué)特性限制了鈣鈦礦太陽能電池(PSCs)的短路電流密度(Jsc)和光電轉(zhuǎn)換效率(PCE)。為精準(zhǔn)量化基板的光學(xué)參...
基于厚度梯度設(shè)計(jì)的TOPCon多晶硅指狀結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)25.28%量產(chǎn)效率突破
隧穿氧化層鈍化接觸(TOPCon)技術(shù)作為當(dāng)前太陽能電池領(lǐng)域的核心技術(shù)之一,憑借其優(yōu)異的背面鈍化性能,在工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)了廣泛應(yīng)用。然而,多晶硅薄膜材料固...
TOPCon電池鋁觸點(diǎn)工藝:接觸電阻率優(yōu)化實(shí)現(xiàn)23.7%效率
隨著TOPCon太陽能電池市占率突破50%,其雙面銀漿消耗量(12–15mg/W)導(dǎo)致生產(chǎn)成本激增。本研究提出以鋁漿替代背面銀觸點(diǎn),通過材料配方革新與工...
鈣鈦礦太陽能電池PSCs效率突破關(guān)鍵:高透光的SnO?電子傳輸層ETL
鈣鈦礦太陽能電池(PSCs)因其超過26.7%的認(rèn)證效率(PCE)和溶液加工優(yōu)勢(shì),成為光伏領(lǐng)域的研究焦點(diǎn)。電子傳輸層(ETL)作為電荷提取與電池穩(wěn)定性的...
原子層沉積(ALD)制備高透光摻鈮SnO?電子傳輸層(ETL)實(shí)現(xiàn)高效鈣鈦礦太陽能電池
鈣鈦礦太陽能電池(PSC)因其高效率和低成本成為光伏領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),但其性能受限于電子傳輸層(ETL)的電荷復(fù)合與界面缺陷。SnO?因其高透光性(>...
鉭鈦共摻雜氧化銦電極:構(gòu)建低缺陷、高透過率的鈣鈦礦/硅四端疊層太陽能電池
透明導(dǎo)電氧化物(TCOs)是半透明及疊層光伏電池的核心組件。傳統(tǒng)ITO電極在近紅外(NIR)波段存在寄生吸收問題,限制了鈣鈦礦/硅疊層電池的效率。對(duì)于半...
四端鈣鈦礦/硅疊層太陽能電池效率突破29.34%:機(jī)械堆疊-光學(xué)耦合的厚度及摻雜濃度優(yōu)化研究
單結(jié)太陽能電池的理論效率受限于Shockley-Queisser極限(29.6%),而鈣鈦礦/硅疊層結(jié)構(gòu)通過分光譜吸收可突破這一限制。然而,傳統(tǒng)鈣鈦礦電...
四端鈣鈦礦疊層效率突破30.3%,從PVK/Si到全鈣鈦礦四種主流結(jié)構(gòu)及性能分析
四端(4T)鈣鈦礦疊層太陽能電池(TSCs)通過獨(dú)立優(yōu)化子電池并規(guī)避電流匹配限制,展現(xiàn)出顯著效率優(yōu)勢(shì)。其模塊化設(shè)計(jì)支持靈活的材料選擇與制備工藝,成為突破...
IBC背接觸結(jié)構(gòu)薄膜缺陷分析:多尺度表征技術(shù)(PL/AFM/拉曼)的應(yīng)用
精確無損測(cè)量薄膜厚度對(duì)光伏太陽能電池等電子器件很關(guān)鍵。在高效硅異質(zhì)結(jié)(SHJ)太陽能電池中,叉指背接觸(IBC)設(shè)計(jì)可減少光反射和改善光捕獲,但其制備需...
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如何設(shè)計(jì)一個(gè)低功耗的獨(dú)立光伏電源數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)?
標(biāo)簽:傳感器太陽能電池數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 1543 1
最新Science Bulletin | 蘇州大學(xué)研究雙面鈣鈦礦太陽能電池Bi-PSCs,突破23.4%效率
雙面鈣鈦礦太陽能電池(Bi-PSCs)因光子利用率低導(dǎo)致短路電流密度(Jsc)顯著降低,限制了其性能。本文提出通過調(diào)控高濃度鈣鈦礦前驅(qū)體的結(jié)晶過程,以制...
2025-06-30 標(biāo)簽:太陽能電池測(cè)試系統(tǒng) 275 0
一文看懂晶硅/鈣鈦礦疊層電池:從兩端到四端的結(jié)構(gòu)類型、設(shè)計(jì)原理與未來展望
太陽能作為清潔能源的核心載體,其高效轉(zhuǎn)換技術(shù)對(duì)解決能源危機(jī)和環(huán)境問題至關(guān)重要。目前,晶硅(c-Si)太陽能電池憑借成熟的制造工藝、高可靠性和環(huán)境友好性,...
天合光能榮膺“2025中國(guó)品牌價(jià)值評(píng)價(jià)信息”榜單行業(yè)TOP2
5月10日是國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)設(shè)立的中國(guó)品牌日,由中國(guó)品牌建設(shè)促進(jìn)會(huì)、中國(guó)資產(chǎn)評(píng)估協(xié)會(huì)主辦,新華社品牌工作辦公室、《中國(guó)品牌》雜志社等單位承辦的“2025中國(guó)品...
隆基再次刷新晶硅-鈣鈦礦疊層電池轉(zhuǎn)換效率世界紀(jì)錄
近日,經(jīng)美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)認(rèn)證,隆基自主研發(fā)的晶硅-鈣鈦礦兩端疊層電池轉(zhuǎn)換效率達(dá)到34.85%,再次刷新晶硅-鈣鈦礦疊層電池轉(zhuǎn)換效率世...
今日,全球知名知識(shí)產(chǎn)權(quán)綜合信息服務(wù)提供商IPRdaily發(fā)布了《全球太陽能電池及組件發(fā)明專利排行榜(TOP50)》《全球鈣鈦礦太陽能電池發(fā)明專利排行榜(...
光子倍增技術(shù)核心:量子裁剪在鐿摻雜金屬鹵化物鈣鈦礦中的光線追蹤分析,16.27%功率躍升
UbiQD公司正在開發(fā)用于太陽能電池組件的新型聚合物封裝技術(shù),通過集成熒光量子點(diǎn)來提升光伏性能。摻鐿鈣鈦礦材料CsPb(Cl???Br?)?具有量子裁剪...
效率突破24.32%!江蘇大學(xué)J Mater Sci發(fā)文:雙面鍍銅金屬化n-TOPCon太陽能電池的穩(wěn)定性研究
隨著技術(shù)進(jìn)步,n-TOPCon晶體硅太陽能電池成為主流結(jié)構(gòu)之一,但金屬接觸處理是其在工業(yè)應(yīng)用中的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。絲網(wǎng)印刷銀漿工藝雖成熟,但成本高,銅、鎳等金屬...
最新AM:認(rèn)證效率29.2%,基于透明原位鈍化觸點(diǎn)的鈣鈦礦/硅疊層太陽能電池
鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽能電池因其高功率轉(zhuǎn)換效率(PCE)而備受關(guān)注。然而,n-i-p結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦/硅串聯(lián)電池在空穴傳輸層(HTL)方面存在光學(xué)缺陷和內(nèi)在不穩(wěn)...
在全球能源轉(zhuǎn)型的大潮中,太陽能作為一種清潔、可再生的能源,越來越受到各國(guó)**和企業(yè)的重視。隨著太陽能發(fā)電技術(shù)的不斷發(fā)展,太陽能電池的效率也得到了顯著提升...
參考組件對(duì)IV曲線測(cè)試的關(guān)鍵影響及解決方案
本文探討了參考組件在IV曲線測(cè)試中的關(guān)鍵作用,分析了不同材料太陽能電池的光譜響應(yīng)差異,并介紹了德國(guó)GMC-I高美測(cè)儀的解決方案,包括使用不同KG濾光片進(jìn)...
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