太阳能电池的能量转换,将什么能转为什么能?
光能转化成电能。
太阳能电池又称为“太阳能芯片”或“光电池”,是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片。它只要被满足一定照度条件的光照到,瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生电流。在物理学上称为太阳能光伏(Photovoltaic,缩写为PV),简称光伏。
太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。以光电效应工作的晶硅太阳能电池为主流,而以光化学效应工作的薄膜电池实施太阳能电池则还处于萌芽阶段。
扩展资料:
1、工作原理
太阳光照在半导体p-n结上,形成新的空穴-电子对,在p-n结内建电场的作用下,光生空穴流向p区,光生电子流向n区,接通电路后就产生电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。
2、基本特性
(1)太阳能电池的极性
硅太阳能电池的一般制成P+/N型结构或N+/P型结构,P+和N+,表示太阳能电池正面光照层半导体材料的导电类型N和P,表示太阳能电池背面衬底半导体材料的导电类型。太阳能电池的电性能与制造电池所用半导体材料的特性有关。
(2)太阳电池的性能参数
太阳电池的性能参数由开路电压、短路电流、最大输出功率、填充因子、转换效率等组成。这些参数是衡量太阳能电池性能好坏的标志。
(3)太阳能电池的伏安特性
P-N结太阳能电池包含一个形成于表面的浅P-N结、一个条状及指状的正面欧姆接触、一个涵盖整个背部表面的背面欧姆接触以及一层在正面的抗反射层。
参考资料来源:百度百科-太阳能电池
当光线照射太阳能电池表面时,一部分光子被硅材料吸收;光子的能量传递给了硅原子,使电子发生了越迁,成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差,当外部接通电路时,在该电压的作用下,将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质是:光子能量转换成电能的过程。
简介:
薄膜光伏电池可以使用在价格低廉的陶瓷、石墨、金属片等不同材料当基板来制造,形成可产生电压的薄膜厚度仅需数μm,目前转换效率最高可以达13%。薄膜光伏电池除了平面之外,也因为具有可挠性可以制作成非平面构造其应用范围大,可与建筑物结合或是变成建筑体的一部份,应用非常广泛。
特色:
1.相同遮蔽面积下功率损失较小(弱光情况下的发电性佳),
2.照度相同下损失的功率较晶圆太阳能电池少,
3.有较佳的功率温度系数,
4.较佳的光传输,
5.较高的累积发电量,
6.只需少量的硅原料,
7.没有内部电路短路问题(联机已经在串联电池制造时内建),
8.厚度较晶圆太阳能电池薄,
9.材料供应无虑,
10.可与建材整合性运用(BIPV)。
光电转化效率,即入射单色光子-电子转化效率(monochromatic incident photon-to-electron conversion efficiency,用缩写IPCE表示),定义为单位时间内外电路中产生的电子数Ne与单位时间内的入射单色光子数Np之比.其数学表达式见公式:IPCE= 1240 Isc / (l Pin)其中Isc、l和Pin所使用的单位分别为μA cm-2 、nm和W m-2。
光伏电池,光电转换效率最高多少?
在大气质量为AMl.5的条件下测试,
硅太阳能电池的理论光电转换效率的上限值为33%左右:
商品硅太阳能电池的光/电转换效率一般为12%~15%
高效硅太阳能电池的光/电转换效率一般为18%~20%
近日从中科院合肥物质科学研究院获悉,该院固体所科研人员近日在钙钛矿太阳能电池领域研究取得新进展,开发了一种无有机电子传输层的新型高效钙钛矿太阳能电池,其利用金属钛作为电子传输层制备的钙钛矿电池的光电转换效率达到18.1%,这是目前金属材料与钙钛矿层直接接触器件所达到的最高效率。
美国科学家设计出了一款新型太阳能电池并制造出了模型。这种太阳能电池整合了多块电池,这些电池堆叠成能捕获太阳光谱几乎所有能量的单个设备,可将44.5%的直射太阳光转化为电力,有潜力成为世界上最高效的太阳能电池,而目前大多数太阳能电池的光电转化效率仅为25%。
官W:华夏能源网
参考资料:百度百科——光电转化效率
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原因:
太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。
以光电效应工作的薄膜式太阳能电池为主流,而以光化学效应工作的湿式太阳能电池则还处于萌芽阶段。太阳光照在半导体p-n结上,形成新的空穴-电子对,在p-n结电场的作用下,空穴由n区流向p区,电子由p区流向n区,接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原 理。太阳能电池按结晶状态可分为结晶系薄膜式和非结晶系薄膜式(以下表示为a-)两大类,而前者又分为单结晶形和多结晶形。
普通太阳能电池一般是在电池单元的电压达到0.4~0.6V时输出最大功率。
在标准日照条件(1000瓦/平方米)下,1平方米的太阳能电池板上输出的电功率为130至180瓦,光电转换的效率平均在13%至18%。
若按上海平均每年标准日照时间1100至1300小时计算,理想条件下,1平方米的太阳能电池板每年至少可以发电143度。
柔性太阳能电池板目前主要有5大类,具体转化率如下:
一、有机太阳能光伏电池转化效率:8%左右。
二、非晶硅太阳能光伏电池转化效率:10%-12%。
三、铜铟镓硒太阳能光伏电池转化效率:14%-18%。
四、碲化镉太阳能光伏电池转化效率:16%-18%。
五、砷化镓太阳能光伏电池转化效率:28%-31%。
柔性太阳能电池板是世界太阳能产业的新兴技术产品,它是由树脂包封的无定形硅作为主要光电元件层平铺在柔性材料制成的底板上制成的太阳能电池板。特点是:可弯曲折叠,便于携带。但转换效率稍低于普通的硬性太阳能电池板。
利用太阳能发电在技术上早已成熟。但迄今为止所有硅太阳能电池存在的最大问题是:它必须加工成坚硬的板块状电池板。这就限制了它的许多日常用途。
日本东京佳能公司的科研人员去年发明了一种由新材料制成的柔性太阳能电池板。其特点是:由树脂包封的无定形硅作为主要光电元件层平铺在柔性材料制成的底板上。这种新型太阳能电池能任意弯曲成为曲面状或任何不规则形状。
它能安置在流线型汽车的顶部、帆船、赛艇、摩托艇的船舱表面以及房屋等建筑物的楼顶与外墙面上以便充分利用丰富的太阳能并将其转化成电流。这种电流可贮存在蓄电池中以便产生动力或作为能源。