光伏发电板是什么材料做成的?
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。
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。
太阳能板
蓄电池
充电控制器
逆变器
连接导线、空开
光伏发电需要什么材料?太阳能光伏发电站的电池板材料最多是多晶硅,其次是单晶硅,再次是薄膜电池。
光伏发电是根据光生伏特效应原理,利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电,光伏发电系统主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,它们主要由电子元器件构成,不涉及机械部件。
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
光伏发电系统分为独立光伏发电系统、并网光伏发电系统及分布式光伏发电系统。
光伏发电系统是由太阳能电池方阵,蓄电池组,充放电控制器,逆变器,交流配电柜,太阳跟踪控制系统等设备组成。
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光伏发电每千瓦造价一度电是有一个1000瓦的电器使用一个小时所消耗的电量。现在太阳能发电系统每瓦的价位几块到十几块不等,按发电功率算大约一千瓦的成本是5至10万, 要安装国产的设计总功率为4千瓦,那也要需要二十几万, 自己考虑一下。
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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。