提高太阳能电池的转换效率方法ppt课件.ppt

1 如何提高太阳能效率 概述太阳能光伏发电提高转换效率方法 2 概述 太阳能前景应用方面太阳能成果 3 概述 太阳能前景 随着经济的发展 社会的进步 化石能源的供不应求 人们对能源提出越来越高的要求 寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题 照射在地球上的太阳能非常巨大 大约40分钟照射在地球上的太阳能 足以供全球人类一年能量的消费 可以说 太阳能是真正取之不尽 用之不竭的能源 而且太阳能发电绝对干净 不产生公害 所以太阳能发电被誉为是理想的能源 4 概述 太阳能的前景 太阳能的优点1 普遍性2 无害性3 巨大性4 长久性 太阳能的缺点1 照射的能量分布密度小2 不稳定性3 效率低4 成本高 5 概述 太阳能的前景 在各国政府的扶持下 世界太阳能电池产量快速增长 1995 2005年间 全球太阳能电池产量增长了17倍 2010年全球太阳能电池的年产量较2005年的年产量增长6 3倍 整个行业的销售收入增长3 5倍 6 概述 太阳能前景 目前从能源供应安全和清洁利用的角度出发 世界各国正把太阳能的商业化开发和利用作为重要的发展趋势 欧盟 日本和美国把2030年以后能源供应安全的重点放在太阳能等可再生能源方面 预计到2030年太阳能发电将占世界电力供应的10 以上 2050年达到20 以上 大规模的开发和利用使太阳能在整个能源供应中将占有一席之地 7 概述 应用方面 太阳能光伏发电太阳能热发电太阳能热水器太阳能灶 8 概述 太阳能成果 我国光伏发电产业迅猛发展 到2007年年底 全国光伏系统的累计装机容量达到10万千瓦 从事太阳能电池生产的企业达到50余家 太阳能电池生产能力达到290万千瓦 太阳能电池年产量达到1188MW 超过日本和欧洲 并已初步建立起从原材料生产到光伏系统建设等多个环节组成的完整产业链 特别是多晶硅材料生产取得了重大进展 突破了年产千吨大关 冲破了太阳能电池原材料生产的瓶颈制约 为我国光伏发电的规模化发展奠定了基础 9 概述 太阳能成果 2007年 中国太阳能热水器产量的增长速度约为30 年产量达2340万m2 总保有量约为10800万m2 2007年 太阳能热水器市场销售额约为320亿元人民币 产值亿元人民币以上的企业有20多家 太阳能热水器的出口额增长约为28 6500万美元左右 产品出口欧洲 美洲 非洲 东南亚等50多个国家和地区 10 太阳能光伏发电 光伏发电装置光伏电池原理光伏电池特性光伏电池类型 11 光伏发电装置 太阳能发电系统主要包括 太阳能电池组件 阵列 控制器 蓄电池 逆变器 用户即照明负载等组成 12 光伏发电装置 13 光伏电池原理 光伏电池板是光伏发电系统中的核心部分 也是光伏发电系统中价值最高的部分 其作用是将太阳能转化为电能 或送往蓄电池中存储起来 或推动负载工作 光伏电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本 14 光伏电池原理 光伏电池的发电原理是利用了光生伏特效应 它实质上是一个大面积的PN结 当光照射到PN结的一个面 例如P型面时 若光子能量大于半导体材料的禁带宽度 那么P型区每吸收一个光子就产生一对自由电子和空穴 电子 空穴对从表面向内迅速扩散 在结电场的作用下 最后建立一个与光照强度有关的电动势 15 光伏电池原理 16 光伏电池原理 17 光伏电池特性 光谱特性 光电池对不同波长的光的灵敏度是不同的 光照特性 光电池在不同光照度下 其光电流和光生电动势是不同的温度特性 电池的开路电压和短路电流随温度变化的情况 18 光伏电池类型 单晶硅光伏电池多晶硅光伏电池非晶硅光伏电池铜铟锡光伏电池砷化镓光伏电池碲化镉光伏电池 19 光伏产业目前最大的挑战是如何提高光伏电池转换效率 降低成本 20 影响光伏电池转换效率的因素 制作电池的材料光伏电池的制程电池的表面处理电池板角度处理 21 提高转换效率的方法 电池与接线的电阻电池与接线间的电阻对太阳能电池转换效率的高低影响十分显著 尤其太阳能电池模块是由多个电池串联而成 因此接点电阻影响甚巨 因此 可在采用模块设计时改进横向布线及电池极板等布线结构 以降低电阻 并透过缩小电池单元间隔 加大电池单元的排列密度 提高模块的转换效率 此外 也可将金属电极埋入基板中 以减少串联电阻 22 提高转换效率的方法 串叠型电池把两个或两个以上的元件堆栈起来 能够吸收较高能量光谱的电池放在上层 吸收较低能量光谱的电池放在下层 透过不同材料的电池将光子的能量层层吸收 减少光能的浪费并获得比原来更多的光能 23 提高转换效率的方法 抗反射层在太阳能电池的表面 会镀上一层抗反射层 主要的作用在于让太阳能吸收的过程当中 仅少量的反射造成光能流失 24 提高转换效率的方法 表面粗化处理 将表面制成金字塔型的组织 PyramidTexture 结构 可增加表面积 吸收更多太阳光 25 提高转换效率的方法 电极形状将不透光的金属电极作成手指状 finger 图三 或是网状 经过层层反射 可使大部分的入射阳光都能进入半导体材料中 26 提高转换效率的方法 光感度特性太阳能电池的光伏变换与光波长存在一个感度特性 实验证明理想材料对波长为0 5到1um之间的光感度最强 所以在进行光电化时 尽可能满足其感光度最好的条件 27 提高转换效率的方法 固定式太阳能光电版由于所处纬度的不同 太阳照射角度不同 因此太阳能光电板的架设角度也会影响到光电板吸收阳光的效益 若是处于赤道上 光电板须平放在水平面上的日照效益最高 而台湾位于北回归线上 纬度为北纬23 5度 加上白天太阳由东方升起后 行进的轨道会在台湾的南方 所以架设太阳能光电板将板面朝南并将仰角设定为23 5度 将可以得到最大的日照效益 28 提