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光伏发电需要什么材料?

来源: 光伏能源网 发布于:2024-03-04 14:37:37

光伏发电需要什么材料?

材料牛注:太阳能发电作为清洁能源领域的“佼佼者”目前备受业界关注。如果你对此感兴趣,就让我们带你了解太阳能电池的构成和相关的光伏材料。

太阳能发电装置,通常被称为太阳能电池,能够直接将太阳光能转换为电能。在太阳能电池板中,太阳释放的光子使半导体材料的外层电子脱离原子键的束缚。当电子受迫在同一方向运动时,便可以产生电流,为电子设备供电或向电网输送电力。

自从法国物理学家Alexandre-Edmond Bequerel 在1839年首次将光伏发电技术理论化至今,光伏发电一直是科研领域的主题之一。目前,随着美国、日本和欧洲的主要研究团队在加速推进各自太阳能系统的产业化,光伏产业国际市场也持续扩大。

光伏组件

虽然光伏发电系统的组成材料各异,但所有的组件都包括若干层从向光面到背光面的材料。太阳光首先穿过保护层(通常为玻璃),然后通过透明接触层进入到电池内部。在组件的中心是吸附材料,这一层材料吸收光子,进而完成“光生电流”。而其中的半导体材料取决于具体的光伏系统需求。

在吸附层材料下面是完成电路导通的背金属层。复合薄膜层在背金属层下面,其作用是使光伏组件防水绝热。通常光伏组件背部会添加额外的保护层,保护层材料为玻璃、铝合金或塑料。

半导体材料

光伏发电系统中的半导体材料可以是硅、多晶薄膜或单晶薄膜。硅材料包括单晶硅、多晶硅和非晶硅。单晶硅具有规则的结构,它比多晶硅光电转换率高。

非晶硅中的硅原子是随机分布的,其光电转换率也低于单晶硅,但是与晶体硅相比,它能捕捉到更多的光子,同时在非晶硅中添加锗或碳进行合金化可以增强其这一特性。

铜铟硒(Copper indium diselenide, CIS)、碲化镉(cadmium telluride, CdTe)和薄膜硅都是常用的多晶薄膜材料,而光电转换率较高的材料如砷化镓(gallium arsenide,GaAs)也通常包含单晶硅薄膜材料。上述材料都因其独特的性能而用于特定的光伏发电领域。这些特性包括:结晶度、带隙大小、吸收性能和加工难易程度。

外部因素对半导体的影响

晶体结构中的原子排列顺序决定了半导体材料的结晶度,而太阳能电池的电荷传输、电流密度和能量转换效率都要受到结晶度的影响。半导体材料的带隙是使电子从束缚状态过渡到自由状态(即允许电子传导)所需的最小能量。带隙大小通常以Eg表示,它描述的是价带和导带的能量差。半导体材料的价带是低能级,导带是高能级。吸收系数用于表征某特定波长的光子穿透介质的距离,它决定了光子被介质吸收的能力。吸收系数由电池材料和被吸收光子的波长决定。

各种半导体材料和器件的成本和加工难易程度取决于多种因素,包括材料的种类和使用规模,生产周期以及电池在沉积室内的迁移特性。在具体的光伏发电需求中,每一个因素都将起到重要作用。

光伏的简介

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光伏,photovoltaic,是利用半导体材料,一般是码铅硅材料,也有用碲化镉的。这类材料有特殊的光电效应,可以将光子转化为电子,将太阳光辐射能直接转换为电能。

光伏产业是指围绕太阳能光电效应,提供产业发展所需的原材料、电池、组建和系统以及附属产品的企业构成的总神告称,广义的光伏产业还可以包括发电的后续部分,如电网等。

根据国家能源局新能源司史立山副司长的论述,目前,我国光伏产游模明业中,光伏电池的产量占到全球的40%,已经成为全球最重要的光伏电池生产基地以外,光伏发电市场也在加速启动。去年建成了十多万千瓦的大型光伏电站。

光岩姿伏(Photovoltaic):是太阳能光伏发电系统(Solar power system)的简称,是粗缓绝一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应,将太阳光辐射能直接转哪迅换为电能的一种新型发电系统,有独立运行和并网运行两种方式。

光伏(Photovoltaic):是太握差蚂阳能光伏发电系统(Solar power system)的简称,是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应,将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统,有独立运行和并网运行两种方式。

同时,太阳能段埋光伏发电系统分类,一种是集中式,如大型西北地面光伏发电系统;一种是分布式(以>6MW为分界),如工商企业厂房屋顶光伏发电系统,民居屋顶光伏庆帆发电系统 。

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