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太阳能发电 1 太阳能 光电能 原理概述2 太阳能电池 光电池 介绍3 硅晶 晶圆 生产简介4 太阳能电力系统5 太阳能应用6 结语 1 太阳能 光电能 原理概述 光简称 P photo 电简称 V voltaic 所以国际上将光发电的概念简称为 PV 称为光电 光电池 photovoltaicell 与一般的电池不同 光电池是将太阳能转换成电能的装置 且不需要透过电解质来传递导电离子 而是改采半导体产生PN接结 p njunction 来获得电位 1 太阳能 光电能 原理概述 当半导体受到太阳光的照射时 大量的自由电子伴随而生 而此电子的移动又产生了电流 也就是在PN接结处产生电位差 因此 太阳能电池需要阳光才能运作 所以大多是将太阳能电池与蓄电池串联 将有阳光时所产生的电能先行储存 以供无阳光时放电使用 2 太阳能电池 光电池 介绍 光电 PV 的基本代表组件就是太阳能电池 当然 因为它们都是由半导体芯片所制成 所以太阳能电池 solarcell 又称为太阳能芯片 然而有一种太阳能电池不是用半导体芯片制造的 那就是非晶硅太阳能电池 2 太阳能电池 光电池 介绍 在这里所谓的电池 Cell 并不同于我们想象的 蓄电池 Battery 因为它的结构只有薄薄的一片 硅芯片 约0 3mm 比一张名片还要薄 可说是一超薄的玻璃片似的 2 太阳能电池 光电池 介绍 目前世界上有许多科学家正在研究制造新的薄膜太阳能电池 必须应用到 奈米技术 不再用芯片或玻璃而改用其他物质如 聚酯类 以减轻重量 增加可弯度及降低成本 唯目前仍在实验阶段 2 太阳能电池 光电池 介绍 这些商品化的太阳能电池 应该称为太阳能芯片 主要可分为 1 单结晶硅太阳电池Singlecrystal 2 多结晶硅太阳电池Polycrystal 3 非结晶硅太阳电池Amorphous等三大类 2 太阳能电池 光电池 介绍 单结晶硅太阳电池Singlecrystal 2 太阳能电池 光电池 介绍 多结晶硅太阳电池Polycrystal 2 太阳能电池 光电池 介绍 非结晶硅太阳电池Amorphous 2 太阳能电池 光电池 介绍 总结太阳能光电芯片 photovoltaicell 的种类可更细分为下列几种 1 结晶硅系 单晶 多晶 其光电转换效率约14 以上 信赖性及安定性高 可期待藉由导膜化生产技术而得到降低成本效果 ex 单晶薄膜太阳能电池 采用热分解SiH4气体的气相沈积法 在蓝宝石上沉积得到单晶硅薄膜 2 太阳能电池 光电池 介绍 2 非结晶硅系 SiGe SiC 其光电转换效率约10 制造成本可以相当低 在户外使用其衰退率偏高 需考虑相关成本 但在室内光源环境下即可使用 ex 计算器用的太阳能电池 就是一种采用薄膜技术制造半导体的产品 价格便宜 生产快 目前市场上大多数以玻璃代替芯片作为基材 然而缺点是效率低 寿命短 光劣化现象 2 太阳能电池 光电池 介绍 3 化合物半导体 CdS CdTe CuInSe2 其使用率不高 但信赖性 安定性佳 ex 铜铟亚硒盐 copperindiumdiselenide 制成 转换效率与结晶硅太阳能电池相当 而价格与重量却增加了许多 4 III V族 GaAs InP 其使用率高 信赖性佳 但是原材料成本高 故造价亦高 在室外使用不易老化 且受温升影响低 最大问题在于量产化困难度高 2 太阳能电池 光电池 介绍 目前最成熟的工业生产制造技术和最大的市场占有率乃以单晶硅和非晶硅为主的光电板 原因是 一 单晶效率最高 二 非晶价格最便宜 且无需封装 生产也最快 三 多晶的切割及下游再加工较不易 而前述两种都较易于再切割及加工 3 硅晶 晶圆 生产简介 拉晶 Crystallpulling 晶柱研磨 Rodgrinding 线切 Wirecutting 边缘修饰 Edgeprofiling 平迭整饰 Lapping 抛光 Polishing 雷射检查 Laserinspection 薄膜沉积 Epitaxy 4 太阳能电力系统 太阳能发电厂太阳光电池模块 板 热交换机蓄电池电流中央收集动力塔 4 太阳能电力系统 太阳光电系统使用方式1 白天有日照时 太阳光照射到太阳电池模块使产生电流 并经由控制器流入蓄电池储存 以备夜晚放电点灯使用 2 夜晚无日照时 依控制器所侦测到之环境变化 当日照光亮度低于设定亮度基准时 既转由蓄电池提供电流经控制器稳定其质量后 供应灯具照明光源点灯使用 4 太阳能电力系统 3 电力并联型 当在白天日照所储备之电力不足以供应夜间使用时或当系统需要维修时 可以自动或手动切替至市电系统供电 4 风力混合型 搭配小型风力发电机 不分昼夜皆有风力产生 可与太阳光电模块相互补 可共享同一组电力系统 此混合电力系统可产生双倍以上之电力 可延长照明点灯时间或提高照明亮度 5 太阳能应用 1 家用发电系统 从20W至4kW 视需要量与经济情况而定 如 太阳能电热水器 2 农业 灌溉及抽水等动力系统 3 交通 电动车 充电系统 道路照明系统及交通号志 4 电讯及通讯 无线电力 无线通信 5 太阳能应用 5 备载电力 灾害补救 6 户外定位监视系统 电子式公车站牌 7 大功率电子发电系统 气象观测站 8 太空科技 人造卫星 探测船 6 结语 太阳能的优点 是可以在地球的所有地方得到 现代的太阳能系统 在每天日照时间相当短的国家 也可以经济有效地提供电能 现