太陽能電池一課通課件

太陽能電池2011年1月Allpowercomefromsun!引言

太陽能每秒鐘到達(dá)地面的能量高達(dá)80萬億千瓦，假如把地球表面0.1%的太陽能轉(zhuǎn)為電能，轉(zhuǎn)變率5%，每年發(fā)電量可達(dá)5.6×1012

千瓦小時(度)，相當(dāng)于目前世界上能耗的40倍。太陽能發(fā)展歷程太陽能電池的理論基礎(chǔ)：1839年：法國科學(xué)家埃德蒙·貝克雷爾發(fā)現(xiàn)

光伏效應(yīng)1904年：愛因斯坦提出的光電效應(yīng)太陽能發(fā)展歷程1954年：美國貝爾實驗室的恰賓、富勒和皮爾松制成第一個效率為6%的太陽能電池；1958年：經(jīng)過改造，太陽能電池效率達(dá)到10%，并裝備于美國的先鋒1號人造衛(wèi)星上；1960年：硅太陽能電池發(fā)電首次并入常規(guī)電網(wǎng)1973年：美國制定了政府級陽光發(fā)電計劃；1980年：又正式將光伏發(fā)電列入公共電力規(guī)劃，累計投資達(dá)8億多美元；1994年：美國在財政預(yù)算中，光伏發(fā)電的預(yù)算達(dá)7800多萬美元，比1993年增加了23．4％；太陽能發(fā)展歷程1997年：美國和歐洲相繼宣布“百萬屋頂光伏計劃”，美國計劃到2010年安裝1000～3000MW太陽電池。日本不甘落后，1997年補貼“屋頂光伏計劃”的經(jīng)費高達(dá)9200萬美元，安裝目標(biāo)是7600Mw。印度計劃1998－2002年太陽電池總產(chǎn)量為150MW，其中2002年為50MW。在1997-2007年的10年中，太陽能電池的產(chǎn)量從126MW快速發(fā)展到2500MW，年增長率達(dá)到41.3%。太陽能發(fā)展歷程屋頂?shù)奶柲馨迨啦﹫@林現(xiàn)在常規(guī)能源與太陽能的比較清潔安全廣泛資源充足長壽命優(yōu)點潛在的經(jīng)濟(jì)性現(xiàn)在常規(guī)能源與太陽能的比較能量密度低價格貴效率低能源儲存缺點間歇性和隨機(jī)性太陽能應(yīng)用領(lǐng)域太陽能燈太空方面交通設(shè)施方面家電方面太陽能車和游艇通信方面領(lǐng)域光伏航標(biāo)燈光生伏特效應(yīng)

光生伏特效應(yīng)，是指光照使不均勻半導(dǎo)體或半導(dǎo)體與金屬結(jié)合的不同部位之間產(chǎn)生電勢差的現(xiàn)象，又簡稱“光伏效應(yīng)”。

太陽能電池就是利用光伏效應(yīng)將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的一種裝置。3.太陽能電池定義和分類

太陽能電池，又稱光伏器件，是一種利用光生伏特效應(yīng)把光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿钠骷?。它是太陽能光伏發(fā)電的基礎(chǔ)和核心。太陽能電池分類按結(jié)構(gòu)分類同質(zhì)結(jié)太陽電池異質(zhì)結(jié)太陽電池肖特基太陽電池按材料分類硅太陽電池敏化納米晶太陽電池有機(jī)化合物太陽電池塑料太陽電池?zé)o機(jī)化合物半導(dǎo)體太陽電池按用途分類空間太陽能電池地面太陽能電池光伏傳感器按工作方式分類平板太陽能電池聚光太陽能電池分光太陽能電池各種太陽能電池板各種太陽能電池板按光電轉(zhuǎn)換機(jī)理傳統(tǒng)太陽電池激子太陽電池4.太陽能電池的結(jié)構(gòu)及工作原理PN結(jié)在一塊半導(dǎo)體單元晶一側(cè)摻雜構(gòu)成P型半導(dǎo)體，另一側(cè)摻雜構(gòu)成N型半導(dǎo)體，兩個區(qū)域的交界處就形成一個特殊的薄層，稱為PN結(jié)。1PN結(jié)形成太陽能電池原理

硅光電池是一個大面積的光電二極管，它可把入射到它表面的光能轉(zhuǎn)化為電能。當(dāng)有光照時，入射光子將把處于介帶中的束縛電子激發(fā)到導(dǎo)帶(光生伏特效應(yīng)），激發(fā)出的電子空穴對在內(nèi)電場作用下分別漂移到N型區(qū)和P型區(qū)，當(dāng)在PN結(jié)兩端加負(fù)載時就有一光生電流流過負(fù)載。光電池結(jié)構(gòu)示意圖太陽能電池原理太陽能電池原理

當(dāng)晶片受光后，PN結(jié)中，N型半導(dǎo)體的空穴往P型區(qū)移動，而P型區(qū)中的電子往N型區(qū)移動，從而形成從N型區(qū)到P型區(qū)的電流。然后在PN結(jié)中形成電勢差，這就形成了電源。5.太陽能電池的輸出特性6.太陽能電池的重要參數(shù)7、太陽能電池比賽中的運用1.熱島效應(yīng)太陽能組件在使用過程中，如果有一片太陽能電池單獨被樹葉、鳥糞等遮擋物長時間遮擋，被遮擋的太陽能電池在強(qiáng)光照射下就會發(fā)熱損壞，甚至造成整個太陽能電池組件損壞，這就是所謂的熱島效應(yīng)。2.旁通電阻3.最大功率跟蹤最大功率跟蹤（MPPT）是并網(wǎng)發(fā)電中的一項重要的關(guān)鍵技術(shù)，它是指控制改變太陽電池陣列的輸出電壓或電流的方法使陣列始終工作在最大功率點上。8、太陽能電池的生產(chǎn)工藝（傳統(tǒng)、工業(yè)）導(dǎo)電玻璃膜切割清洗

檢測鍍鋁電極沉積PN結(jié)老化檢測封裝成品檢測太陽能電池組件生產(chǎn)工藝

組件線又叫封裝線，封裝是太陽能電池生產(chǎn)中的關(guān)鍵步驟，沒有良好的封裝工藝，多好的電池也生產(chǎn)不出好的組件板。電池的封裝不僅可以使電池的壽命得到保證，而且還增強(qiáng)了電池的抗擊強(qiáng)度。產(chǎn)品的高質(zhì)量和高壽命是贏得可客戶滿意的關(guān)鍵，所以組件板的封裝質(zhì)量非常重要。

流程：

1、電池檢測—2、正面焊接并檢驗—3、背面串接并檢驗—4、敷設(shè)（玻璃清洗、材料切割、玻璃預(yù)處理、敷設(shè)）—5、層壓—6、去毛邊（去邊、清洗）—7、裝邊框（涂膠、裝角鍵、沖孔、裝框、擦洗余膠）—8、焊接接線盒—9、高壓測試—10、組件測試—外觀檢驗—11、包裝入庫

9、太陽能電池的應(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程中，對于光伏發(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：太陽能庭院燈、太陽能發(fā)電戶用系統(tǒng)、村寨供電的獨立系統(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。歐美等先進(jìn)國家將光伏發(fā)電并入城市用電系統(tǒng)及邊遠(yuǎn)地區(qū)自然界村落供電系統(tǒng)納入發(fā)展方向。太陽電池與建筑系統(tǒng)的結(jié)合已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)化趨勢*45太陽能電池板應(yīng)用(一)太陽能電池板應(yīng)用(二)太陽能電池板應(yīng)用(三)用戶太陽能電源1.小型電源10-100W不等，用于邊遠(yuǎn)無電地區(qū)如高原、海島、牧區(qū)、邊防哨所等軍民生活用電，如照明、電視、收錄機(jī)等

太陽能電源太陽能逆變器并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及工作原理太陽能發(fā)電系統(tǒng)2.3-5KW家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)；3.光伏水泵：解決無電地區(qū)的深水井飲用、灌溉

交通領(lǐng)域如航標(biāo)燈、交通/鐵路信號燈、交通警示/標(biāo)志燈、路燈、高空障礙燈、高速公路/鐵路無線電話亭、無人值守道班供電等。通訊/通信領(lǐng)域太陽能無人值守微波中繼站、光纜維護(hù)站、廣播/通訊/尋呼電源系統(tǒng)；農(nóng)村載波電話光伏系統(tǒng)、小型通信機(jī)、士兵GPS供電等。石油、海洋、氣象領(lǐng)域石油管道和水庫閘門陰極保護(hù)太陽能電源系統(tǒng)、石油鉆井平臺生活及應(yīng)急電源、海洋檢測設(shè)備、氣象/水文觀測設(shè)備等風(fēng)云三號氣象衛(wèi)星的太陽能電池海洋氣象監(jiān)測標(biāo)家庭燈具電源如庭院燈、路燈、手提燈、野營燈、登山燈、垂釣燈、黑光燈、割膠燈、節(jié)能燈等。光伏電站10KW-50MW獨立光伏電站、風(fēng)光（柴）互補電站、各種大型停車廠充電站等。自1954年發(fā)明太陽能電池至今，目前已經(jīng)進(jìn)入第三代發(fā)展期。第一代的太陽能電池為晶圓技術(shù)。第二代的太陽能電池為薄膜技術(shù)。第三代太陽能電池包含所有正在創(chuàng)新、啟蒙中的新型太陽能光電技術(shù)。太陽能電池的更新?lián)Q代9、太陽能電池的更新?lián)Q代第一代：單晶硅和多晶硅兩種；第二代：薄膜太陽能電池；第三代：銅銦鎵硒CIGS（CIS中摻入Ga）等化合物薄膜太陽能電池及薄膜Si系太陽能電池太陽能電池的更新?lián)Q代第一代太陽能電池占太陽能電池產(chǎn)品市場的89.9％。第一代太陽能電池基于硅晶片基礎(chǔ)之上，主要采用單晶體硅、多晶體硅為材料。其中，單晶硅電池轉(zhuǎn)換效率最高，可達(dá)到18－20％，但生產(chǎn)成本高。多晶硅電池轉(zhuǎn)換效率低一些，可達(dá)到14－16％，由于生產(chǎn)成本低而成為目前的主流。太陽能電池的更新?lián)Q代第二代太陽能電池占太陽能電池產(chǎn)品市場的9.9%，第二代太陽能電池基于薄膜技術(shù)基礎(chǔ)之上，主要采用非晶硅及氧化物等為材料為材料。效率比第一代低，最高的的轉(zhuǎn)化效率為13％，但生產(chǎn)成本最低（單晶硅的1/5）。太陽能電池的更新?lián)Q代第三代太陽能電池現(xiàn)在還處于實驗室生產(chǎn)狀態(tài)。第三代太陽能電池的效率為17%，成本僅有單晶硅的1/3.由于其的高效率，低成本而存在潛在龐大的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。但由于技術(shù)還未成熟，因此產(chǎn)量很少，僅占世界的0.2%。太陽能電池的更新?lián)Q代硅晶電池（第一代）硅薄膜（第二代）銅銦鎵硒薄膜（第三代）鎘碲薄膜（第二代）染料敏化（第三代）太陽能電池……太陽能電池的更新?lián)Q代原料來源豐富，開發(fā)年限長，技術(shù)成熟第一代中以單晶硅效率最高，多晶硅次之，使用壽命長工藝技術(shù)復(fù)雜材料對光的吸收能力差電能再生水平低對基板要求高硅晶太陽能返回成本較低，可以用彈性基板發(fā)展成熟，可大規(guī)模生產(chǎn)效率較低穩(wěn)定性差硅薄膜返回第二代中效率較高可以用彈性基板發(fā)展成熟，可大規(guī)模生產(chǎn)第二代中成本較高模組與基材占總成本五成，鎘毒性高，碲儲量有限鎘碲薄膜（CdTe）返回原物料穩(wěn)定性最好可以用彈性基板成本相對較高制