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太陽能電池的原理

2017-05-17  來自: 安陽市陽光科教能源有限公司 瀏覽次數:740

   太陽光照在半導體p-n結上,形成新的空穴-電子對,在p-n結電場的作用下,空穴由n區流向p區,電子由p區流向n區,接通電路后就形成電流。這就是光電效應太陽能電池的工作原理。

一、太陽能發電方式太陽能發電有兩種方式,一種是光—熱—電轉換方式,另一種是光—電直接轉換方式。

(1) 光—熱—電轉換方式通過利用太陽輻射產生的熱能發電,一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換成工質的蒸氣,再驅動汽輪機發電。前一個過程是光—熱轉換過程;后一個過程是熱—電轉換過程,與普通的火力發電一樣.太陽能熱發電的缺點是效率很低而成本很高,估計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,目前只能小規模地應用于特殊的場合,而大規模利用在經濟上很不合算,還不能與普通的火電站或核電站相競爭。

(2) 光—電直接轉換方式該方式是利用光電效應,將太陽輻射能直接轉換成電能,光—電轉換的基本裝置就是太陽能電池。太陽能電池是一種由于光生伏特效應而將太陽光能直接轉化為電能的器件,是一個半導體光電二極管,當太陽光照到光電二極管上時,光電二極管就會把太陽的光能變成電能,產生電流。當許多個電池串聯或并聯起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。太陽能電池是一種大有前途的新型電源,具有永久性、清潔性和靈活性三大優點.太陽能電池壽命長,只要太陽存在,太陽能電池就可以一次投資而長期使用;與火力發電、核能發電相比,太陽能電池不會引起環境污染;太陽能電池可以大中小并舉,大到百萬千瓦的中型電站,小到只供一戶用的太陽能電池組,這是其它電源無法比擬的

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      太陽能電池板新型涂層研發成功

      美國倫斯勒理工學院研究人員2008年開發出一種新型涂層,將其覆蓋在太陽能電池板上能使后者的陽光吸收率提高到96.2%,而普通太陽能電池板的陽光吸收率僅為70%左右。

  新涂層主要解決了兩個技術難題,一是幫助太陽能電池板吸收幾乎全部的太陽光譜,二是使太陽能電池板吸收來自更大角度的太陽光,從而提高了太陽能電池板吸收太陽光的效率。

  普通太陽能電池板通常只能吸收部分太陽光譜,而且通常只在吸收直射的太陽光時工作效率較高,因此很多太陽能裝置都配備自動調整系統,以保證太陽能電池板始終與太陽保持最有利于吸收能量的角度。

  多元化合物太陽電池 

  除了常用的單晶、多晶、非晶硅電池之外,多元化合物太陽電池指不是用單一元素半導體材料制成的太陽電池。現在各國研究的品種繁多,大多數尚未工業化生產,主要有以下幾種:

  a) 硫化鎘太陽能電池

  b) 砷化鎵太陽能電池

  c) 銅銦硒太陽能電池(新型多元帶隙梯度Cu(In, Ga)Se2薄膜太陽能電池) 


關鍵詞: 太陽能電池的原理           

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