毕业设计（论文）-光伏发电系统设计

学生毕业设计（论文）题目光伏发电系统学院光伏工程学院专业材料加工与应用技术班级2010级（7）班姓名学号5指导教师完成日期20121201目录摘要11光伏发电概述211光伏发电历史212光伏发电技术22光伏发电系统的原理及方法421光伏发电系统的原理422太阳能光伏发电系统的组成523太阳能光伏发电系统的运行方式63光伏发电系统的优缺点及发展现状731太阳能光伏发电系统的优点732太阳能光伏发电系统的缺点733光伏产业的发展现状84结论95致谢106参考文献117附录12摘要随着化石能源消耗的不断增长，世界性的能源危机和环境问题已经日益突出。在绿色可再生能源中，太阳能凭借其存储量无限、清洁安全以及易于获取等独特优点而受到了世界各国科研领域的普遍关注，太阳能光伏发电技术的应用更是普遍关注的焦点。我国化石能源相对贫乏而能源消耗量巨大，因此展开对太阳能光伏发电技术的研究和应用上的普及对我国未来的经济发展有着非常重要的战略意义。一套基本的光伏发电系统一般由太阳能电池板、蓄电池、直流控制系统和逆变器组成。其中，直流控制系统是光伏发电系统的核心部分。关键词太阳能光伏发电；光伏电池；直流控制系统；交流配电系统第一章光伏发电概述11光伏发电历史早在1839年，法国科学家贝克雷尔BECQUREL就发现，光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为“光生伏打效应”，简称“光伏效应”。1954年，美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池，将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术正式诞生。20世纪70年代爆发的全球性能源危机，促使光伏技术向民用方面迅速推广。经过三十多年的不断改进与发展，目前已经形成包括上游的晶体硅料的生产和下游的产品应用（系统集成）环节，即包含硅料、硅锭、硅片、电池、组件、系统集成六个生产环节的完整而成熟的技术。目前保定天威英利是中国唯一、国际四家之一具有完整产业链的光伏生产商。鉴于国际上硅材料紧俏的现状，完整产业链可以更好的调配各种资源，节约原材料，降低生产成本，从而使产品更具有竞争力。当前，太阳能电池主要有单晶硅太阳电池，铸造多晶硅太阳能电池，非晶硅太阳能电池和薄膜晶体硅电池。单晶硅电池转换效率高，但是成本较高；非晶硅太阳电池则具有生产效率高，成本低廉，但是转换效率较低，而且效率衰减得比较快；薄膜晶体硅太阳能电池则现在还只能处在研发阶段。铸造多晶硅太阳电池其晶粒是由许多不同大小、不同取向的结晶区域组成。多晶电池虽然转换效率相对单晶电池低一些，但在制造过程中对材料纯度要求不高，可大大节省硅片制造成本，同时有利于大规模生产。目前全球市场中，单晶硅和多晶硅电池占据光伏市场的主导地位，所占比例已超过80，而这一发展趋势还在继续增长。随着全球可持续发展战略的实施，光伏发电技术得到了许多国家政府的大力支持，目前在美国、欧、日等发达国家已经实现了普及应用。根据德国修订的新能源法案规定光伏发电可以联接到供电网络上，使得各个家庭在电力富裕时可将其卖给电力公司，不足时又可从电力公司买入，同时国家给予适当补助。目前美国、日本、西班牙等发达国家都已制定了相应法律，保证进行太阳能发电的家庭利益，鼓励家庭进行太阳能发电。12光伏发电技术将光能转变为电能的光伏技术是一项非常重要的技术。相对而言，目前这项技术的发展还处在初期阶段，到2030年之后将会有很稳定和很高的增长率，会成为可行的电力供应者。光伏发电技术已有几十年的发展历史，全世界的光伏实验室也有几百家，一直处于一种高研究、低生产的状态，不乏出色的科研人才。在国内，虽然光伏产业在近几年有了很大发展，但大多技术落后、设备陈旧，而且多数是直接引进技术和人才，这个局面直接限制了我国光伏科研水平的提高。日本从1995年开始就已经实施了政府对光伏发电的补助计划，从而促使日本的光伏产业在后来几年的时间里，得到了长足的发展，太阳能电池产量几乎占了全球总产量的1/2；德国也出台了对光伏产业的优惠政策，使光伏产业迅速发展壮大，目前德国太阳能电池的产量已经超过全球产量的1/4。从日本、德国的例子来看，在这个领域，政府的推动非常重要。现在，西班牙、美国各州以及其他许多发达国家都开始用政策激励的方式大规模发展本国的光伏产业。中国虽然是发展中国家，但政府历来重视新能源的开发和利用，可再生能源法这时候能够出台也是顺应了时代要求，时机选择非常准确，充分证明了中国政府在能源和环保问题上的态度是明智的。作为屋顶光伏发电工程的主角，上海市政府、江苏省政府等无疑为国内各省的光伏普及做了表率。但有关专家们认为，光伏发电因为成本高而无法与常规能源竞争的时候，政府采用的补贴电价、规定电网企业收购比例等扶持办法，对启动光伏发电规模市场将起到很好的带头、促进作用。其实，此种方法在国外早就有了先例。2004年，德国实施“购电法”安装了10万个太阳能屋顶；日本采用“补贴法”安装了近7万个太阳能屋顶，并计划到2010年，安装100万个太阳能屋顶；此外，美国加州50的新建住宅都要安装太阳能屋顶；西班牙、意大利等许多发达国家先后出台高价收购太阳能光伏电力的政策，鼓励居民安装太阳能屋顶。据了解，“上海十万太阳能屋顶计划”很可能采用日本的模式初装“补贴法”，这正是“他山之石，可以攻玉”之所在。国外的实践证明，光伏发电的成本在技术发展的推动下，正在努力突破高成本的制约瓶颈。如果在技术和规模上再有大的突破，中国的光伏产业赶超日本、欧洲等国家将大有可能。有专家预测，在“十一五”期间，很可能会出现国外光伏产业链大规模向中国转移的浪潮，这无疑会给中国经济注入新的活力因素。光伏发电有望在30年内成为中国重要的电力能源之一。中国光伏，由说到做2008年北京奥运会提出了“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”的理念，光伏发电开始融入奥运建筑。目前，环保、健康已经成为每个中国人关注的话题。清华大学BP清洁能源研究和教育中心主任李钲认为，全球问题是气候问题，但对中国来说，常规的污染是主要问题。据了解，我国虽然不是全球最大的汽车使用国，却是全球第二大石油消耗国。从我国单车油耗量来看，我国平均单车所耗油的实际值是228吨，比美国高1020，比日本高出1倍。不可否认，中国正在一天天地繁荣起来，但同时环境污染也在一天天加剧。全国大多数地区较差的空气质量就是我们依赖煤炭、石油等燃料的恒定指示物。上海等城市的太阳能屋顶工程，无疑在能源应用方面迈出了很大一步。据了解，仅上海的“十万屋顶”并网光伏系统，每年至少发电43亿千瓦时，这不啻为一个天文数字。据相关部门统计，每生产1千瓦时电，大约需要350克左右的煤，43亿千瓦时电就相当于给能源紧缺的中国每年节省2万吨左右的煤炭资源。由深圳市政府投资6188万元建设的太阳能光伏电站，是目前亚洲最大的并网太阳能光伏电站，它的建成昭示着我国利用太阳能发电的美好前景。该电站于今年2月开始承建，8月建成发电。电站采用国际上最先进而又成熟的技术，迄今运行状况良好，并通过业主、设计、监理、质检、供电等相关部门的验收。电站总容量达1兆瓦即MWP，太阳能光伏发电专业术语，年发电能力约为100万千瓦时，运行20年后仍具发电能力。专家们称，这一电站是我国并网光伏发电领域的成功典范，填补了我国在大型并网光伏电站设计和建设的空白，具有里程碑式的意义。从可再生能源法的颁布到“十万屋顶工程”的启动，再到太阳能光伏电站的建立，中国的光伏产业已经从“说”走向了“做”，把建设“绿色城市”、“可持续发展”城市真正的第一次落在了实处，也是中国太阳能发电普及应用的添彩之笔。政企结合，大力普及据了解，在江苏无锡市40千瓦并网发电工程中存在一个“怪”现象作为示范项目，它的资金来源一部分是无锡市科技部门的出资，而另一部分是由排名世界第六的太阳能电力企业江苏尚德太阳能电力有限公司提供。而且，由于目前中国太阳能电力收购价格政策还未出台，所以它发出来的电将作为示范电力，无需电力公司收购，无偿供入公共电网。从中不难看出，在我国的太阳能电力收购价格政策出台之前，无锡市等政府部门采用这种与大型光伏生产企业合作的方式，一起来推动中国太阳能发电的大规模普及，可谓用心良苦。据了解，除无锡市政府的太阳能电力并网工程外，尚德太阳能电力有限公司作为中国太阳能行业的领头羊，还是上海“十万太阳能屋顶计划”和江苏“一千个太阳能屋顶计划”的主角。有关专家分析指出中国太阳能的发展是“万事俱备，只欠东风”。不过从上海、江苏等地区的“太阳能屋顶工程”来看，中国太阳能光伏普及的“东风”已经刮起。第二章光伏发电系统的原理及方法21光伏发电系统的原理光伏发电系统，按其使用场所不同，可分为空间应用和地面应用两大类。在地面可以作为独立的电源使用，也可以与风力发电机或柴油机等组成混合发电系统，还可以与电网联接，向电网输送电力。目前应用比较广泛的光伏发电系统主要是作为地面独立电源使用。通常的独立光伏发电系统主要由太阳电池方阵、蓄电池、控制器以及阻塞二极管组成，其作用分别如下1光伏电池方阵方阵的作用是将太阳辐射能直接转换成电能，供给负载使用。一般由若干太阳电池组件按一定方式连接，再配上适当的支架及接线盒组成。2蓄电池组蓄电池组是太阳电池方阵的贮能装置，其作用是将方阵在有日照时发出的多余电能贮存起来，在晚间或阴雨天供负载使用。在光伏发电系统中，蓄电池处于浮充放电状态，夏天日照量大，除了供给负载用电外，还对蓄电池充电；在冬天日照量少，这部分贮存的电能逐步放出，在这种季节性循环的基础上还要加上小得多的日循环，白天方阵给蓄电池充电，同时方阵还要给负载用电，晚上则负载用电全部由蓄电池供给。因此，要求蓄电池的自放电要小，而且充电效率要高，同时还要考虑价格和使用是否方便等因素。常用的蓄电池有铅酸蓄电池和硅胶蓄电池，要求较高场合的也有价格比较昂贵的镍镉蓄电池。3控制器在不同类型的光伏发电系统中控制器各不相同，其功能多少及复杂程度差别很大，需根据发电系统的要求及重要程度来确定。控制器主要由电子元器件、仪表、继电器、开关等组成。在简单的太阳电池，蓄电池系统中，控制器的作用是保护蓄电池，避免过充，过放。若光伏电站并网供电，控制器则需要有自动监测、控制、调节、转换等多种功能。如果负载用的是交流电，则在负载和蓄电池间还应配备逆变器，逆变器的作用就是将方阵和蓄电池提供的低压直流电逆变成220伏交流电，供给负载使用。4阻塞二极管也称作反充二极管或隔离二极管，其作用是利用二极管的单向导电性阻止无日照时蓄电池通过太阳电池方阵放电。对阻塞二极管的要求是工作电流必须大于方阵的最大输出电流，反向耐压要高于蓄电池组的电压。在方阵工作时，阻塞二极管两端有一定的电压降，对硅二极管通常为06V08V；肖特基或锗管03V左右22太阳能光伏发电系统的组成光伏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、自动太阳能跟踪系统、自动太阳能组件除尘系统等设备组成。其各部分设备的作用是太阳能电池方阵在有光照（无论是太阳光，还是其它发光体产生的光照）情况下，电池吸收光能，电池两端出现异号电荷的积累，即产生“光生电压“，这就是“光生伏打效应“。在光生伏打效应的作用下，太阳能电池的两端产生电动势，将光能转换成电能，是能量转换的器件。太阳能电池一般为硅电池，分为单晶硅太阳能电池，多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池三种。蓄电池组其作用是贮存太阳能电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负载供电。太阳能电池发电对所用蓄电池组的基本要求是A自放电率低；B使用寿命长；C深放电能力强；D充电效率高；E少维护或免维护；F工作温度范围宽；G价格低廉。目前我国与太阳能发电系统配套使用的蓄电池主要是铅酸蓄电池和镉镍蓄电池。配套200AH以上的铅酸蓄电池，一般选用固定式或工业密封式免维护铅酸蓄电池，每只蓄电池的额定电压为2VDC；配套200AH以下的铅酸蓄电池，一般选用小型密封免维护铅酸蓄电池，每只蓄电池的额定电压为12VDC。充放电控制器是能自动防止蓄电池过充电和过放电的设备。由于蓄电池的循环充放电次数及放电深度是决定蓄电池使用寿命的重要因素，因此能控制蓄电池组过充电或过放电的充放电控制器是必不可少的设备。逆变器是将直流电转换成交流电的设备。由于太阳能电池和蓄电池是直流电源，而负载是交流负载时，逆变器是必不可少的。逆变器按运行方式，可分为独立运行逆变器和并网逆变器。独立运行逆变器用于独立运行的太阳能电池发电系统，为独立负载供电。并网逆变器用于并网运行的太阳能电池发电系统。逆变器按输出波型可分为方波逆变器和正弦波逆变器。方波逆变器电路简单，造价低，但谐波分量大，一般用于几百瓦以下和对谐波要求不高的系统。正弦波逆变器成本高，但可以适用于各种负载。逆变器保护功能A、过载保护；B、短路保护；C、接反保护；D、欠压保护；E、过压保护；F、过热保护。交流配电柜其在电站系统的主要作用是对备用逆变器的切换功能，保证系统的正常供电，同时还有对线路电能的计量。6太阳能跟踪系统太阳能跟踪系统是能够保持太阳能电池板随时正对太阳，使太阳光的光线随时垂直照射太阳能电池板的动力装置，能够显著提高太阳能光伏组件的发电效率。国内自主知识产权、首家完全不用电脑软件的太阳空间定位跟踪仪，具有国际领先水平，能够不受地域和外部条件的限制，可以在50至70环境温度范围内正常使用；跟踪精度可以达到0001，最大限度的提高太阳跟踪精度，完美实现适时跟踪，最大限度提高太阳光能利用率。该太阳能跟踪系统可以广泛的使用于各类设备的需要使用太阳跟踪的地方，价格实惠、性能稳定、结构合理、跟踪准确、方便易用。把加装了该太阳能跟踪系统的太阳能发电系统安装在高速行驶的汽车、火车，以及通讯应急车、特种军用汽车、军舰或轮船上，不论系统向何方行驶、如何调头、拐弯，该自动太阳能跟踪系统都能保证设备的要求跟踪部位正对太阳23太阳能光伏发电系统的运行方式太阳能光伏发电系统的运行方式主要分为离网运行和联网运行两大类。离网运行系统未与公共电网相联接，又称为独立太阳能光伏发电系统。主要应用于远离公共电网的无电地区和一些特殊场所，如为公共电网难以覆盖的边远农村、海岛、通信中继站、边防哨所等场合提供电源。联网运行系统与公共电网相联接，共同承担供电任务。它是太阳能光伏发电进入大规模商业化发电阶段，成为电力工业组成部分之一的重要方向，也是当今世界太阳能光伏发电技术发展的主流趋势。联网太阳能光伏发电系统具有许多独特的优越性（1）可以对电网调峰，提高电网末端的电压稳定性，改善电网的功率因数，有效地消除电网杂波。（2）所发电能回馈电网，以电网为储能装置，省掉蓄电池。与独立太阳能光伏系统相比可减少建设投资3545，发电成本大大降低。（3）光伏电池与建筑完美结合，既可发电又可作为建筑材料和装饰材料，使资源充分利用，发挥多种功能。（4）出入电网灵活，既有利于改善电力系统的负荷平衡，又可降低线路损耗。光伏电池与建筑相结合的联网屋顶太阳能光伏发电系统是众多发达国家竞相发展的热点，发展迅速，市场广阔，前景诱人。联网太阳能光伏发电系统在我国还处于实验示范的起步阶段，远远落后于美国、欧洲、日本等发达国家。1990年德国首先开始实施由政府投资支持、被电力公司承认的“1000屋顶计划”，继而扩展为“2000屋顶计划”，又于1998年提出“10万屋顶计划”，到2004年底，累计建设10万套，光伏组件总装机容量达300MWP。我国太阳能电池多数是用于独立光伏发电系统，到2010年以前这种现象不会有很大改变，仍然是以独立发电系统为主。从2011年到2020年，中国光伏发电的市场将会由独立发电系统转向并网发电系统，包括沙漠电站和城市屋顶发电系统。第三章光伏发电系统的优缺点及发展现状31太阳能光伏发电系统的优点与常用的火力发电系统相比，光伏发电的优点主要体现在无枯竭危险；安全可靠，无噪声，无污染排放外，绝对干净（无公害）；不受资源分布地域的限制，可利用建筑屋面的优势；无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电；能源质量高；使用者从感情上容易接受；建设周期短，获取能源花费的时间短。目前国际上大量使用的电池为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池三种，这三种电池约各占1/3的市场，我国目前有7个太阳能电池生产线，主要是生产单晶硅及非晶硅太阳能电池，多晶硅太阳能电池也有少量生产。我国生产单晶硅太阳能电池的效率在1213，多晶硅太阳能电池在10，非晶硅太阳能电池在56。晶体硅太阳能电池在研究上是朝着高效率化、薄片化、大面积化的方向发展。1995年我国晶体硅太阳能电池组件的参考价格为45元/瓦，非晶硅太阳能电池组件为25元/瓦，仍为常规能源的几倍，但在无电地区及拉线不方便的地方，已产生了良好的经济效益。32太阳能光伏发电系统的缺点1光电转化率很低。我们大家都知道，太阳光电池主要功能在将光能转换成电能，这个现象称之为光伏效应。但是这就使得我们在选取太阳能电池板原材料的时候，产生了众多不便的因素。要求我们必须考虑到材料的光导效应及如何产生内部电场。不仅要吸光效果，还需要看它的光导效果。所以材料的选取对于光伏发电来说是一项很大的约束。必须充足了解太阳光的成分及其能量分布状况，从目前太阳能发展的情况来看，材料的选取仍旧是个待提高的突破点。即使在非常高效的材料下进行光电转换，它的效率仍然很低。据2008中国能源投资论坛中最新报告可知，上海市纳米专项基金的支持下，经过3年多实验与探索，已经研制出一块新型仿生太阳能电池。它的光电转化效率已超过10，接近11的世界最高水平。从数据我们能够看出，11这个极低的水准却是目前世界上无法逾越的高度。因此，太阳能光伏发电的转换效率低，依旧是国家乃至世界研究组一直以来希望妥善解决的问题。2光伏发电需要很大的面积。也许我们不会太在意这个问题。但是从目前的实际状况来看，以单晶硅或多晶硅为主要原料的太阳能电池板正越来越多地点缀于城市建筑的屋顶、墙壁，成为一座座所谓“清洁无污染”的太阳能电站。然而，在这种被称为“绿色电站”的身后，却“隐藏”着一系列高能耗、高污染的生产过程。即使作为第三代太阳能电池的染料敏化电池来说，虽然它最大吸引力在于廉价的原材料和简单的制作工艺。据科学家估算，它的成本仅相当于硅电池板的1/10。但是此类电池的效率随面积放大而降低。这一点又与太阳能发电需要充足的日照和广域的面积相矛盾。3所需光照要求复杂，选择地日光辐射情况适当。太阳能，一提到这个名字，我们就会把它和万物之灵太阳联系起来，但是太阳能发电所需的必要条件就是光照指数。如果在阳光不太充足的多云天气亦或者是雨天和闷热的天气里，太阳光伏效应转换的效率将会大幅度降低，然而系统还仍需连续供电。4光伏发电成本太高。在太阳能电池中硅系太阳能电池无疑是发展最成熟的，但其成本居高不下，远不能满足大规模推广应用的要求。最新研制的SUNPOWER新的太阳能电池板效率达到22，尽管其光电转化效率也非常可观，但受原料价格和提纯工艺的限制，发电成本始终高高在上，让很多企业和商家望洋兴叹。晶硅太阳能电池的主要材料是硅片，比如铺设在大面积的太阳能电池幕墙。然而目前，太阳能电池板主要用的硅，其高纯度是999999。它的硅技术被德国、日本、美国等几个公司垄断了,但是国内的研发需要高端材料。可想而知，太阳能电池用的硅都是进口的。它的价值不菲，成本太高。所以太阳能发电系统在未来的领域中仍需要人们不断的探索与完善33光伏产业的发展现状在8月召开的“中国电力论坛”上，美国IEEE协会的高级会员赵建华博士针对目前我国光伏产业的发展现状，提出了六点建议，以实现光伏产业的高速增长，在国际新能源领域站稳脚跟。一是有关部委联手，整合各方面资源，制定我国光伏事业的科研、生产、应用和推广方针。二是在可再生能源法获人大通过后，一些更加细化的实施细则应尽早出台。制定强有力的支持、激励政策，扶持我国光伏产业的发展，如税收的优惠政策、对研发投资的税收减免政策、强制并网规定等等。三是加大对光伏科研的投入，开发出具有我国自主知识产权的光伏技术和新产品。国际光伏行业的竞争归根到底是技术的竞争，而我国目前还没有具有国际权威性的光伏研发中心或者实验室，这对我们参与未来的国际竞争相当不利。以现有的技术为基础，成立一到两个国家级的研发中心是当务之急。同时，在国家的资金投入方面，我们也应该注重投入的效率、目标和时限。四是培养自己的人才。建议以国内水平比较高的光伏生产基地为基础，加大投入的力度，在科研、生产、设备等方面注重年轻人才的培养，争取在35年培养出一批高水平的人才。五是进一步拓展光伏技术的应用领域，不断开发出新型的光伏应用产品。要加快光伏的并网应用工程建设，要从发展互用系统逐步过渡到发展并网应用系统；光伏发电逐步取代部分常规能源，要有一定比例要求。六是目前太阳能电池产业链的瓶颈在于高纯硅的生产。希望国家在这一方面建立政策，鼓励投资，吸引外资。目前，投资硅材料生产的利润还是比较可观的，只是初始投资金额太大，加上其他风险，使投资落后于需求。国家的鼓励政策可以提高投资者的信心，从而解决国内硅材料紧缺的问题。克服障碍，展望未来光伏发电技术大规模应用面临的障碍有技术问题、制造问题、电力部门的结构、标准化、融资、安装者的教育和培训及市场意识或公众接受能力。当前需要所有相关各方共同参与，以解决不同方面的障碍。光伏发电产业的发展仅仅依靠实验室里的优秀科研成果还是不够的，所有开发的技术解决办法必须能进行产业处理，并在实际中得到应用。我国的光伏电池技术是从60年代发展空间用太阳能电池起步的，地面用光伏电池的生产是从70年代初开始，主要的低成本技术及生产能力则在80年代中期建立起来。经过10多年的努力，我国光伏发电技术有了很大的发展，光伏电池转换效率不断提高，目前单晶硅电池实验室效率达20，批量生产效率为14，多晶硅实验室效率为12。到1999年，我国光伏电池的主要产品是单晶硅电池和非晶硅电池，多晶硅电池只限于实验室和中试产品，但在2000年之后，多晶硅产品逐步走出实验室，开始形成规模生产，目前批量生产效率为11。与发达国家相比，技术差距在不断缩小。结论太阳是能量的天然来源。地球上每一个活着的生物之所以具有发挥作用的能力,甚至于是它的生存，都是由于直接或间接来自于太阳的能量。我们的地球处在离太阳差不多有一亿英里的地方。它所截取的辐射能少到难以置信（大约千万分之三），这么小的一点能量，实际上比整个世界目前现有的发电能力还大十万倍。目前全世界尤其是工业发达国家开始感到能量短缺，因此，人们开始求助于太阳能，以解决能源危机。太阳能每天都能无限供应，而且数量庞大。如果在大的电厂利用，就减少了温室效应，有些能源专家和环境保护的专家则认为，在满足人类今后能量需要方面，太阳能的热影响比任何其他替换品的热影响要小得多。作为一种不污染环境，又取之不尽的新能源，它无处不在。尤其是在电力供力方面，有专家认为太阳能发电最终将在电力供应中占20。太阳能是一种辐射能，太阳能发电意味着要将太阳光直接转换成电能，它必须借助于能量转换器才能转换成为电能。将光能直接转换成电能的过程确切地说应叫光伏效应。不需要借助其它任何机械部件，光线中的能量被半导体器件的电子获得，于是就产生了电能。这种把光能转换成为电能的能量转换器，就是太阳能电池。太阳能电池也同晶体管一样，是由半导体组成的。它的主要材料是硅，也有一些其他合金。用于制造太阳能电池的高纯硅，要经过特殊的提纯处理制作。太阳能电池只要受到阳光或灯光的照射，就能够把光能转变为电能，使电流从一方流向另一方，一般就可发出相当于所接收光能的1020的电来。一般来说，光线越强，产生的电能就越多。为了使太阳能电池板最大限度地减少光反射，将光能转变为电能，一般在它的上面都蒙上一层可防止光反射的膜，使太阳能板的表面呈紫色。它的工作原理的基础是半导体PN结的光生伏打效应。所谓光生伏打效应就是当物体受光照时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。当太阳光或其他光照射半导体的PN结时，就会在PN结的两边出现电压（叫做光生电压）。这种现象就是著名的光生伏打效应。使PN结短路，就会产生电流。中国太阳能资源非常丰富，理论储量达每年17000亿吨标准煤。太阳能资源开发利用的潜力非常广阔。中国光伏发电产业于20世纪70年代起步，90年代中期进入稳步发展时期。太阳电池及组件产量逐年稳步增加。经过30多年的努力，已迎来了快速发展的新阶段。在“光明工程”先导项目和“送电到乡”工程等国家项目及世界光伏市场的有力拉动下，中国光伏发电产业迅猛发展。致谢感谢我的导师李老师，他们严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样他们循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。在设计的过程中遇到许多困难，在李老师的帮助下，通过在网上获取信息和在图书馆查资料，把困难都一一克服。另外我们在设计的过程中还得到许多同学的帮助，对于良师益友的帮助，在此我深表感谢。同时也感谢学校为我们提供的这样一次机会，特别是我们的指导老师为我课题的撰写提出了宝贵的建议，帮助我解决了许多疑难问题，使我圆满地完成了毕业论文，并学到了很多以往没有学到的知识，真是获益匪浅。最后，再一次由衷的祝愿各位老师和同学们在本文的完成过程中所给予的极大鼓舞和支持。祝愿老师和同学们身体健康，工作顺利。共同祝愿母校明天更美好参考文献1林明献，太阳能电池技术入门修订版，全华科技出版社20082BOCKRIS,JOM|HANDLEY,LENERGYCONVERSIONVOL18,NO1,PP1819783JJLOFERSKI,“THEORETICALCONSIDERATIONSGOVERNINGTHECHOICEOFTHEOPTIMUMSEMICONDUCTORFORPHOTOVOLTAICSOLARENERGYCONVERSION”JOURNALOFAPPLIEDPHYSICS,19564CHELIKOWSKY,JRANDMLCOHEN,PHYSREVB14,219765565825DLKINGANDMEBUCK,PROCOFTHE22NDIEEEPVSPC,30319916LESCOUBAS,