Danh mục sản phẩm
Liên hệ chúng tôi

Công ty TNHH một thành viên điện Ôn Châu Xihe

Điện thoại: 86-577-61783177

Đám đông: 86-13968744023

Fax: 86-577-61783277

MSN: Hittey2008@hotmail.com

Skype: Hittey168

Thư điện tử: hittey@fangpusun.com

Địa chỉ: No.308 Latitude của 16 Road, Yueqing kinh tế Development Zone, Zhejiang, PRChina

Liên hệ: Hittey vua

Photovoltaics: Điện mặt trời và các tế bào năng lượng mặt trời trong lý thuyết và thực hành
Aug 28, 2015

Từ   Quang điện   Là một sự kết hợp của từ Hy Lạp cho ánh sáng và tên của nhà vật lý Allesandro Volta. Nó xác định việc chuyển đổi trực tiếp ánh sáng mặt trời thành năng lượng bằng các tế bào năng lượng mặt trời. Quá trình chuyển đổi được dựa trên hiệu ứng quang điện được phát hiện bởi Alexander Bequerel năm 1839. Hiệu ứng quang điện mô tả việc phóng thích các tàu mang điện tích cực và tiêu cực trong trạng thái rắn khi ánh sáng chiếu vào bề mặt của nó.

Làm thế nào để một tế bào năng lượng mặt trời làm việc?

Các tế bào năng lượng mặt trời bao gồm các chất bán dẫn khác nhau. Chất bán dẫn là vật liệu dẫn điện khi cung cấp ánh sáng hoặc nhiệt, nhưng hoạt động như chất cách điện ở nhiệt độ thấp.

Hơn 95% tất cả các pin mặt trời sản xuất trên toàn thế giới bao gồm các chất bán dẫn Silicon (Si). Là nguyên tố dồi dào thứ hai trong lớp vỏ trái đất, silicon có lợi thế, có đủ số lượng, và xử lý thêm vật liệu không gây gánh nặng cho môi trường. Để sản xuất một pin mặt trời, chất bán dẫn bị ô nhiễm hoặc "pha tạp". "Doping" là sự giới thiệu các nguyên tố hoá học có chủ ý, trong đó có thể thu được một phần dư của các chất mang điện tích dương (lớp dẫn chất dẫn điện p) hoặc các chất mang điện tích âm (lớp dẫn điện dẫn n) từ vật liệu bán dẫn. Nếu hai lớp chất bán dẫn bị ô nhiễm khác nhau được kết hợp, thì kết quả pn-nối được gọi là ranh giới của các lớp.

  • Mô hình của một tế bào năng lượng mặt trời tinh thể

Ở đường giao nhau này, một điện trường bên trong được xây dựng dẫn đến sự phân tách của các tàu sân bay tính phí được phóng thích bằng ánh sáng. Thông qua các tiếp điểm bằng kim loại, một điện tích có thể được khai thác. Nếu mạch bên ngoài đóng, có nghĩa là một người tiêu dùng được kết nối, sau đó dòng chảy trực tiếp.

Các tế bào silic có kích thước khoảng 10 cm x 10 cm (gần đây cũng là 15 cm x 15 cm). Một lớp chống phản chiếu trong suốt bảo vệ tế bào và giảm sự phản chiếu trên bề mặt tế bào.

Đặc điểm của một tế bào năng lượng mặt trời

  • Dòng điện áp hiện tại của một tế bào si-năng lượng mặt trời

Điện áp sử dụng được từ các pin mặt trời phụ thuộc vào chất bán dẫn. Trong silic, nó có thể xấp xỉ 0,5 V. Điện thế đầu cuối chỉ phụ thuộc yếu vào bức xạ ánh sáng, trong khi cường độ hiện tại gia tăng với độ sáng cao hơn. Ví dụ, một tế bào silicon 100 cm² đạt đến cường độ dòng tối đa khoảng 2A khi bức xạ 1000 W / m².

Sản lượng (sản phẩm điện và điện áp) của pin mặt trời phụ thuộc vào nhiệt độ. Nhiệt độ tế bào cao dẫn đến sản lượng thấp hơn, và do đó làm giảm hiệu quả. Mức độ hiệu quả cho thấy lượng ánh sáng được chiếu sáng chuyển thành năng lượng điện sử dụng được.

Các loại tế bào khác nhau

Có thể phân biệt ba loại tế bào theo loại tinh thể: monocrystalline, polycrystalline và amorphous. Để tạo ra một tế bào silicon đơn tinh thể, vật liệu bán dẫn tinh khiết hoàn toàn là cần thiết. Que đơn tinh thể được chiết xuất từ silicon nóng chảy và sau đó được cưa thành các tấm mỏng. Quy trình sản xuất này đảm bảo mức độ hiệu quả tương đối cao.  
Việc sản xuất các tế bào đa tinh thể có hiệu quả về chi phí hơn. Trong quá trình này, silicon lỏng được đổ vào các khối sau đó được xẻ thành các miếng. Trong quá trình kiên cố hóa vật liệu, các cấu trúc tinh thể có kích cỡ khác nhau được hình thành, ở đó những khiếm khuyết của đường biên xuất hiện. Theo kết quả của khiếm khuyết tinh thể này, pin mặt trời ít hiệu quả hơn.  
Nếu một miếng silic được lắng đọng trên kính hoặc vật liệu nền khác, đây là một lớp được gọi là lớp vô định hình hoặc lớp mỏng. Độ dày của lớp mỏng hơn 1μm (chiều dày của một sợi tóc người: 50-100 μm), do đó chi phí sản xuất thấp hơn do chi phí vật liệu thấp. Tuy nhiên, hiệu quả của các mô hình vô định hình thấp hơn nhiều so với các loại tế bào khác. Do đó, chúng chủ yếu được sử dụng trong thiết bị điện năng thấp (đồng hồ, máy tính bỏ túi) hoặc như các yếu tố mặt tiền.

Vật chất

Mức độ hiệu quả trong Lab%

Mức độ hiệu quả trong sản xuất

Silicon đơn tinh thể

Khoảng 24

14 to17

Polycrystalline Silicon

Khoảng 18

13 đến 15

Silicon vô định hình

Khoảng 13

5 đến 7

Từ ô vào mô-đun

Để có được điện áp và đầu ra phù hợp cho các ứng dụng khác nhau, các pin mặt trời đơn được kết nối với nhau để tạo thành các đơn vị lớn hơn. Các tế bào kết nối có điện thế cao hơn, trong khi những dây nối song song tạo ra dòng điện nhiều hơn. Các tế bào năng lượng mặt trời kết nối thường được nhúng trong Ethyl-Vinyl-Acetate trong suốt, được trang bị khung nhôm hoặc thép không rỉ và phủ một lớp kính trong suốt ở mặt trước.

Các công suất điện điển hình của các module mặt trời như vậy là từ 10 Wpeak đến 100 Wpeak. Các dữ liệu đặc trưng đề cập đến các điều kiện kiểm tra tiêu chuẩn của bức xạ mặt trời 1000 W / m² ở nhiệt độ tế bào 25 ° Celsius. Bảo hành tiêu chuẩn của nhà sản xuất từ mười năm trở lên là khá dài và cho thấy tiêu chuẩn chất lượng cao và tuổi thọ của các sản phẩm ngày nay.

Hạn chế Tự nhiên của Hiệu quả

  • Mức tối đa lý thuyết về hiệu suất của các pin mặt trời khác nhau ở các điều kiện chuẩn

Ngoài việc tối ưu hóa quy trình sản xuất, công việc cũng đang được thực hiện để tăng mức độ hiệu quả, để giảm chi phí của pin mặt trời. Tuy nhiên, các cơ chế mất mát khác nhau đang đặt ra các giới hạn cho các kế hoạch này. Về cơ bản, các vật liệu bán dẫn hoặc kết hợp khác nhau chỉ phù hợp với các dải phổ cụ thể. Do đó một phần cụ thể của năng lượng bức xạ không thể được sử dụng, bởi vì lượng tử ánh sáng (photon) không có đủ năng lượng để "kích hoạt" các tàu mang điện tích. Mặt khác, một lượng năng lượng photon dư thừa được chuyển thành nhiệt chứ không phải là năng lượng điện. Ngoài ra, còn có những tổn thất về quang học, chẳng hạn như bóng của bề mặt tế bào qua tiếp xúc với bề mặt thủy tinh hoặc phản xạ của tia tới trên bề mặt tế bào. Các cơ chế mất mát khác là tổn thất điện trở trong chất bán dẫn và cáp kết nối. Tuy nhiên, ảnh hưởng gián đoạn của ô nhiễm vật liệu, các ảnh hưởng bề mặt và các khiếm khuyết tinh thể cũng là đáng kể.  
Cơ chế mất một đơn vị (các photon có năng lượng quá ít không bị hấp thụ, năng lượng photon dư thừa được biến đổi thành nhiệt) không thể được cải tiến thêm nữa bởi vì các giới hạn vật lý cố định do các vật liệu tự đặt. Điều này dẫn đến mức tối đa về mặt lý thuyết về hiệu quả, tức là khoảng 28% cho silicon tinh thể.

Chỉ đường mới

Bề mặt cấu trúc để giảm sự phản chiếu mất mát : ví dụ, xây dựng của bề mặt tế bào trong một cấu trúc kim tự tháp, do đó ánh sáng đến hits bề mặt nhiều lần. Vật liệu mới: ví dụ: gallium arsenide (GaAs), cadmium telluride (CdTe) hoặc đồng inden selenide (CuInSe²).

Tandem hoặc các tế bào xếp chồng lên nhau : để có thể sử dụng một phổ rộng của bức xạ, vật liệu bán dẫn khác nhau, phù hợp với các dải phổ khác nhau, sẽ được sắp xếp một trên đầu kia.

Các tế bào tập trung:   Một cường độ ánh sáng cao sẽ được tập trung vào các tế bào năng lượng mặt trời bằng cách sử dụng các hệ thống gương và thấu kính. Hệ thống này theo dõi mặt trời, luôn luôn sử dụng bức xạ trực tiếp.

MIS Inversion Layer ô:   Trường điện bên trong không được tạo ra bởi một đường giao nhau pn, mà bởi sự liên kết của một lớp oxit mỏng thành chất bán dẫn.

Tế bào Gratzzel:   Các tế bào điện hóa lỏng với titanium dioxide như điện phân và thuốc nhuộm để cải thiện sự hấp thụ ánh sáng.

Văn bản và minh hoạ được sử dụng với sự cho phép của Quỹ Năng lượng Mặt Trời Đức (Deutschen Gesellschaft für Sonnenenergie eV)

Giải thích ngắn gọn và dễ hiểu của các khái niệm cơ bản trong sưởi ấm mặt trời và quang điện có thể được tìm thấy trong Từ điển năng lượng mặt trời của chúng tôi.

Báo cáo về công nghệ, kinh doanh và chính trị, cũng như các bài thuyết trình về các hệ thống và sản phẩm sáng tạo có thể được tìm thấy trong Tạp chí Solar

Kiến thức Ngành có liên quan

24 giờ tại dịch vụ của bạn:

hittey@fangpusun.com

Bản tin