太阳电池技术专的分析与探究
第三章 太阳光电产业相关简介
第三章 太阳光电产业相关简介
第一节 太阳电池基本原
壹,基本原
太阳能光电(Photovoltaic,简称 PV)并非一项全新技术,早在 1954 美国贝尔实 验室即诞生第一个太阳能电池(Solar Cell);1960 代开始,美国发射之人造卫星即 用太阳能电池做为能的源,1970 代能源危机时,人们开始将太阳能电池的应 用转移到一般民生用途上. 太阳能电池发电原主要是以矽(Si)为原,由於矽原子拥有 4 个价电子,在纯矽 中掺入拥有 5 个价电子之原子(如磷,砷,锑原子),即成为带负电之 N 型半导体(拥有 电子),在纯矽中掺入拥有 3 个价电子之原子(如硼,镓,铟原子),即成为带正电之 P 型半导体(拥有电),将 P-N 半导体结合在一起即成为太阳能电池.当太阳照射 P-N 半导体上(图 3-1-1),N 型半导体的电往 P 型区移动,而 P 型区之电子往 N 型区移 动,在 P-N 接面电场作用下,电由 N 区向 P 区,电子由 P 区向 N 区,接通电 后就形成从 N 型区到 P 型区的电,因此所谓 『太阳能电池』 其实是一种发电系统, 而非储电装置.
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图 3-1-1 太阳能电池发电原 1 矽晶太阳电池可以是 10 cm×10 cm 大,一个透明的抗反射层保护著电池及减低电池表 面的反射损失,如图 3-1-2 所示为 SunMaxx 的矽晶太阳电池外型.
图 3-1-2 SunMaxx的矽晶太阳电池外型 2
贰,矽晶太阳电池的特性
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资源:http://www.solarserver.de/wissen/photovoltaik-e.html 资源http://www.siliconsolar.com/Solar-Cells-Silicon-55v-450ma-1x25-p-16168.html 39
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太阳电池的可使用电压乃是依据半导体材特性,而矽半导体大约是 0.5 伏特, 终端电压仅仅是较微弱地依据阳光射的强弱改变,较高的照就有较强的电, 如一个 100 cm的矽晶电池,当射的到达 1000 W/m,最大电就可能达到 2A.如 图 3-1-3 所示.
图 3-1-3 矽晶太阳电池的电电压曲线 3 太阳电池的输出功(电压×电)是与温相关的,较高的电池温会引起较低 的输出,也就是较低的转换效.效的多寡就明由射的阳光转换多少到可用的 电能.
参,太阳电池型态
太阳电池使用矽晶的型态分,可分为三种,单晶矽(monocrystalline),多晶 矽( polycrystalline)及非晶矽(amorphous).为要产生出单晶矽,需要非常纯的半 导体材,从可溶矽中淬取出单晶矽块,然后将之成薄片,此种生产的制程保证相当 高的效. 多晶矽太阳电池的生产是比较有成本效的,在此制程液态矽被到入容器中,之 后再被成薄片,在这固态化的过程中,可变尺寸的矽结构被形成,其边边角角的缺点 於是乎也会显现出,这也就是这型矽晶的缺点,形成的太阳电池是较低效的.如 果一个矽的薄膜沉积在玻璃或是基板的物质上,这就是叫做非晶矽或薄膜电池,这层薄 膜的厚少於 1m(如同一根头发之厚,约 50-100 m),所以此产品成本较低是因
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资源:http://www.solarserver.de/wissen/photovoltaik-e.html 40
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为有较低成本的原,无如何,非晶矽的效(如表 3-1 所示)是远低於前面所提另 种电池型态,也因为如此,基本上常被使用於低功消耗的设备(手表,口袋型计算器) 或是表面元件. 表 3-1-1 各种矽晶太阳电池的效 太阳电池在实验室 的效(%) 约 24 太阳电池产品的 效(%) 14 to17
原型态 Monocrystalline Silicon Polycrystalline Silicon Amorphous Silicon 本研究整
约 18 约 13
13 to15 5 to7
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肆,从太阳电池到模组

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