光伏材料详细资料大全
光伏材料又称太阳电池材料，是指能将太阳能直接转换成电能的材料。光伏材料能产生电流是因为光生伏特效应，即如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收，具有足够能量的光子能够在P型矽和N型矽中将电子从共价键中激发，以致产生电子－空穴对。
基本介绍中文名 ：光伏材料 外文名 ：solar cell materials 学科 ：材料工程 领域 ：工程技术 简介,光伏发电,分类,材料分类,套用分类,材料特性,光伏材料的工作原理, 简介 光伏材料是指能将太阳能直接转换成电能的材料。光伏材料又称太阳电池材料，只有半导体材料具有这种功能。可做太阳电池材料的材料有单晶矽、多晶矽、非晶矽、GaAs、GaAlAs、InP、CdS、CdTe等。用于空间的有单晶矽、GaAs、InP。用于地面已批量生产的有单晶矽、多晶矽、非晶矽。其他尚处于开发阶段。致力于降低材料成本和提高转换效率，使太阳电池的电力价格与火力发电的电力价格竞争，从而为更广泛更大规模套用创造条件。 光伏发电 光伏材料能产生电流是因为光生伏特效应，即如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收，具有足够能量的光子能够在P型矽和N型矽中将电子从共价键中激发，以致产生电子－空穴对。界面层附近的电子和空穴在复合之前，将通过空间电荷的电场作用被相互分离。电子向带正电的N区和空穴向带负电的P区运动。通过界面层的电荷分离，将在P区和N区之间产生一个向外的可测试的电压。此时可在矽片的两边加上电极并接入电压表。对晶体矽太阳能电池来说，开路电压的典型数值为0.5～0.6V。通过光照在界面层产生的电子－空穴对越多，电流越大。界面层吸收的光能越多，界面层即电池面积越大，在太阳能电池中形成的电流也越大。 分类 材料分类 可做太阳电池材料的材料有单晶矽、多晶矽、非晶矽、GaAs、GaAlAs、InP、CdS、CdTe等。 套用分类 用于空间的有单晶矽、GaAs、InP。用于地面已批量生产的有单晶矽、多晶矽、非晶矽。其他尚处于开发阶段。 致力于降低材料成本和提高转换效率，使太阳电池的电力价格与火力发电的电力价格竞争，从而为更广泛更大规模套用创造条件。 材料特性 （1）单晶矽太阳能电池 单晶矽太阳能电池的光电转换效率为15%左右，最高的达到24%，这是所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的，但制作成本很大，以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。由于单晶矽一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，因此其坚固耐用，使用寿命一般可达15年，最高可达25年。 （2）多晶矽太阳能电池 多晶矽太阳电池的制作工艺与单晶矽太阳电池差不多，但是多晶矽太阳能电池的光电转换效率则要降低不少，其光电转换效率约12%左右 。 从制作成本上来讲，比单晶矽太阳能电池要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。此外，多晶矽太阳能电池的使用寿命也要比单晶矽太阳能电池短。从性能价格比来讲，单晶矽太阳能电池还略好。 （3）非晶矽太阳能电池 非晶矽太阳电池是1976年出现的新型薄膜式太阳电池，它与单晶矽和多晶矽太阳电池的制作方法完全不同，工艺过程大大简化，矽材料消耗很少，电耗更低，它的主要优点是在弱光条件也能发电。但非晶矽太阳电池存在的主要问题是光电转换效率偏低，国际先进水平为10%左右，且不够稳定，随着时间的延长，其转换效率衰减。 （4）多元化合物太阳能电池 多元化合物太阳电池指不是用单一元素半导体材料制成的太阳电池。各国研究的品种繁多，大多数尚未工业化生产，主要有以下几种：a) 硫化镉太阳能电池b) 砷化镓太阳能电池c) 铜铟硒太阳能电池(新型多元带隙梯度Cu(In, Ga)Se2薄膜太阳能电池) Cu(In, Ga)Se2是一种性能优良太阳光吸收材料，具有梯度能带间隙（导带与价带之间的能级差）多元的半导体材料，可以扩大太阳能吸收光谱范围，进而提高光电转化效率。以它为基础可以设计出光电转换效率比矽薄膜太阳能电池明显提高的薄膜太阳能电池。可以达到的光电转化率为18%，而且，此类薄膜太阳能电池，未发现有光辐射引致性能衰退效应（SWE），其光电转化效率比商用的薄膜太阳能电池板提高约50~75%，在薄膜太阳能电池中属于世界的最高水平的光电转化效率。 光伏材料的工作原理 “光伏发电”是将太阳光能直接转换为电能的一种发电形式。1839年，法国科学家贝克勒尔(A．E．Becqure1)首先发现了“光生伏打效应(Photovoltaic Effect)”。然而，第一个实用单晶矽光伏电池(Solar Cel1)直到一个多世纪后的1954年才在美国贝尔实验室研制成功。20世纪70年代中后期开始，光伏电池技术不断完善，成本不断降低，带动了光伏产业的蓬勃发展。光伏发电原理如图1所示。PN结两侧因多数载流子(N 区中的电子和P区中的空穴)向对方的扩散而形宽度很窄的空间电荷区w，建立自建电场Ei。它对两边多数载流子是势垒，阻挡其继续向对方扩散；但它对两边的少数载流子(N 区中的空穴和P区中的电子)却有牵引作用，能把它们迅速拉到对方区域。稳定平衡时，少数载流子极少，难以构成电流和输出电能。但是，如图la、b所示，光伏电池受到太阳光子的冲击，在光伏电池内部产生大量处于非平衡状态的电子一空穴对，其中的光生非平衡少数载流子(即N 区中的非平衡空穴和P区中的非平衡电子)可以被内建电场Ei牵引到对方区域，然后在光伏电池中的PN结中产生光生电场EPV一当接通外电路时，即可流出电流，输出电能。当把众多这样小的太阳能光伏电池单元通过串并联的方式组合在一起，构成光伏电池组件，便会在太阳能的作用下输出功率足够大的电能。
光伏组件的原材料由八大主材和生产配套辅材组成。
八大主材为：
(1)电池片：太阳能电池是把光能直接转换成电能的一种器件。它是用半导体材料制成的。通过太阳光的照射，激发电子—空穴对，利用P—N结势垒区的静电场实现分离电子—空穴对，被分离的电子和空穴，经由电极收集输出到电池体外，形成电流。
(2)涂锡铜带：由无氧铜剪切拉直而成，所有外表面都有热镀涂层。涂锡带用于太阳能光伏组件生产时太阳能电池片的电极引出，连接电池片。要求具有较高的焊接操作性、牢固性及柔韧性。
(3)EVA：乙烯与醋酸乙烯酯的共聚物，是一种热熔胶粘剂。用来封装电池片，防止外界环境对电池片的电性能造成影响，增强光伏组件的透光性，将电池片、钢化玻璃、背板粘接在一起，具有一定粘接强度，同时对电池光伏组件的电性能输出有增益作用。
(4)背板：用作背面保护封装材料，常用的分为T门、TPE和PET，聚乙烯结构。用来增强光伏组件的耐老化、耐腐蚀性能，延长了光伏组件的使用寿命；白色的背板对入射到光伏组件内部的光进行散射，提高了光伏组件的吸光效率，同时因其具有较高的红外发射率，还可降低光伏组件的工作温度；同时提高了光伏组件的绝缘性能。
(5)钢化玻璃：用于支撑光伏组件结构，增强光伏组件的承重和载荷，具有透光、减反射透光、阻水、阻气和防腐蚀的作用。
(6)铝边框：玻璃外延安装的铝合金边框，起到保护玻璃边缘，加强光伏组件密封性能和提高光伏组件整体机械强度的作用，便于光伏组件的安装和运输。
(7)硅胶：用于粘接、密封层压好的玻璃光伏组件，粘接接线盒和背板，并增强光伏组件耐紫外线的作用。
(8)接线盒：光伏组件的电气连接装置，对光伏组件引出线起到密封、防水的作用，保护光伏组件系统运行时的安全。
太阳能电池组件的组成及各部分的功能:
1)钢化玻璃用于保护发电主体(如电芯)，对透光率的选择有要求。1.透光率必须高(一般91%以上)；2.超白回火处理
2)EVA用于粘接钢化玻璃和发电主体(如电池)。透明EVA的质量直接影响部件的使用寿命。暴露在空气中的EVA容易老化变黄，从而影响组件的透光率，进而影响组件的发电质量。除了EVA本身的质量，组件厂商的层压工艺也有很大影响。比如EVA的粘接程度不达标，EVA与钢化玻璃、背板的粘接强度不够，就会导致EVA过早老化，影响元器件的使用寿命。
3)细胞的主要功能是发电。发电市场的主流是晶体硅太阳能电池和薄膜太阳能电池，两者各有优缺点。设备成本相对较低，但消耗和电池成本较高，但光电转换效率也较高。更适合薄膜太阳能电池在室外阳光下发电，设备成本相对较高，但消耗和电池成本都很低。但是光电转换效率是晶体硅太阳能电池的一半以上，但是弱光效应很高。
4)EVA作用同上，主要是对发电主体和背板进行粘接封装。
5)背板功能、密封、绝缘、防水(一般TPT、TPE等材料必须抗老化，大部分元器件厂商的质保是25年。钢化玻璃和铝合金一般都可以，关键在于与背板和硅胶是否能达到要求。)
6)铝合金保护层压板，起到一定的密封和支撑作用。
7)接线盒保护整个发电系统，起到电流中转站的作用。如果组件的短路接线盒自动断开短路电池串，接线盒中防止整个系统烧坏最重要的就是二极管的选择。根据组件中电池单元的类型不同，对应的二极管也不同。
8)硅胶的密封功能，用于密封组件与铝合金框架、组件、接线盒之间的连接处。有些公司用双面胶和泡沫代替硅胶。硅胶在国内应用广泛，工艺简单，方便，易操作，成本低。
1，导体：镀锡铜丝软导体绞合而成。
2，绝缘：无卤低烟阻燃辐照交联聚烯烃。
3，护套：无卤低烟阻燃辐照交联聚烯。
1.隆基股份（601012）。 公司位于陕西省西安市，主要从事单晶硅棒、硅片、电池盒组件的研发、生产和销售，为光伏集中地电发展提供产品和系统解决方案 车站和分布式屋顶。 公司是中国光伏一体化的龙头企业。
2017年至2020年，公司ROE分别为30%、16%、23%、27%。 收入增长分别为 41%、34%、49% 和 65%。 净利润增长分别为130%、-28%、106%和61%。
2.麦维股份(300751)。 公司位于江苏省苏州市，主要从事太阳能电池丝网印刷成套设备等智能制造设备的设计、研发、生产和销售。
三月记录回顾：
第一个：北玻80%的利润
第二个：青海春天，200%利润
第三个：宁波能源40%利润
以上短线股均在9:30左右发行，提前建仓。
节前，比亚迪开仓，最高涨幅超过60%。 目前，建仓一直是价值投资趋势中的大牛股，后期屡屡成交。
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304不锈钢，因成本高而逐渐被打入冷宫。
AL铝合金，轻便，载荷好，但防腐性能有待提高，目前40%应用。
Q235镀锌碳素钢，防腐性能好，受力佳，目前55%应用。
太阳能光伏支架，是太阳能光伏发电系统中为了摆放、安装、固定太阳能面板设计的特殊的支架。一般材质有铝合金、碳钢及不锈钢。
太阳能支撑系统相关产品材质为碳钢和不锈钢，碳钢表面做热镀锌处理，户外使用30年不生锈。太阳能光伏支架系统的特点是无焊接、无钻孔、100%可调、100%可重复利用。
钢化玻璃其作用为保护发电主体（如电池片），透光其选用是有要求的，透光率必须高（一般91%以上）；
EVA用来粘结固定钢化玻璃和发电主体（如电池片），透明EVA材质的优劣直接影响到组件的寿命，暴露在空气中的EVA易老化发黄，从而影响组件的透光率，从而影响组件的发电质量除了EVA本身的质量外。
组件厂家的层压工艺影响也是非常大的，如EVA胶连度不达标，EVA与钢化玻璃、背板粘接强度不够，都会引起EVA提早老化，影响组件寿命。
光伏电池片为光伏组件最重要也是最基本的发电单元：
因此光伏组件质量很大程度上依赖于光伏电池片的好坏，因此组件厂家是否拥有自家的电池片厂，以自家电池片的质量可以作为一个重要的评估标准。
一套家庭光伏发电系统主要由光伏组件、逆变器、支架、电缆以及其他零部件组成。通过本人了解，目前家用光伏发电系统的合理建设成本大概在5-10元/瓦。
是单晶硅或多晶硅，也就是纯硅。和制作晶体管、集成电路芯片的材料一样。只是纯度要求没那么高而已。由石英砂（二氧化硅）提纯、还原成纯硅（单晶硅还要拉单晶）而成。
光伏电池片为光伏组件最重要也是最基本的发电单元：
因此光伏组件质量很大程度上依赖于光伏电池片的好坏，因此组件厂家是否拥有自家的电池片厂，以自家电池片的质量可以作为一个重要的评估标准。
一套家庭光伏发电系统主要由光伏组件、逆变器、支架、电缆以及其他零部件组成。通过本人了解，目前家用光伏发电系统的合理建设成本大概在5-10元/瓦。
主要是玻璃，EVA，电池，背板，铝合金，接线盒和硅胶。
钢化玻璃，其作用为保护发电主体
EVA，用来粘结固定钢化玻璃和发电主体
电池片，主要作用就是发电，发电主体市场上主流的是晶体硅太阳电池片、薄膜太阳能电池片
背板，作用是密封、绝缘、防水
铝合金，保护层压件，起一定的密封、支撑作用
接线盒，保护整个发电系统，起到电流中转站的作用
硅胶，起到密封作用，用来密封组件与铝合金边框
光伏发电板也叫光伏电池板，又称太阳能电池板 Solar panel，是由若干个太阳能电池组件按一定方式组装在一块板上的组装件，通常作为光伏方阵的一个单元。单体太阳电池不能直接做电源使用。作电源必须将若干单体电池串、并联连接和严密封装成组件。
