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太阳能光伏发电系统原理
光伏发电系统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系统装置。
3.1 光电效应概述
光照射到某些物质上,引起物质的电性质发生变化,也就是
光能量转换成电能。这类光致电变的现象被人们统称为光电效应
(Photoelectric effect)。
3.2 光生伏打效应概述及应用
3.2.1 光生伏打效应
是指物体由于吸收光子而产生电动势的现象,是当物体受光
照时,物体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。
3.2.2 光生伏打效应应用
光生伏打效应主要是应用在半导体的 PN 结上,把辐射能转
换成电能。大量研究集中在太阳能的转换效率上。理论预期的效率为
24%。由于半导体 PN 结器件在下的光电转换效率最高,所以通常把
这类光伏器件称为太阳能电池,也称光电池或太阳电池。
3.3 太阳能电池及其太阳能组件
3.3.1 太阳能电池的工作原理 ,太照在半导体 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
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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。
3.3.2 太阳能电池的生产流程
通常的晶体硅太阳能电池是在厚度
350~450μm 的高质量硅片上制成的,
这种硅片从提拉或浇铸的硅锭上锯割而成。如图 1
3.3.3 太阳能电池的制造技术
晶体硅太阳能电池的制造工艺流程如图 2。提高太阳能电池的转换效
率和降低成本是太阳能电池技术发展的主流。
具体的制造工艺技术说明如下:
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(1)切片:采用多线切割,将硅棒切割成正方形的硅片。
(2)清洗:用常规的硅片清洗方法清洗,然后用酸(或碱)溶液将
硅片表面 切 割 损 伤 层 除 去 30 - 50um 。 (3)制备绒面:
用碱溶液对硅片进行各向异性腐蚀在硅片表面制备绒面。
(4)磷扩散:采用涂布源(或液态源,或固态氮化磷片状源)进行
扩散, 制成 PN+结 , 结深一般为 0.3 - 0.5um 。
(5)周边刻蚀:扩散时在硅片周边表面形成的扩散层,会使电池上
下电极短路,用掩蔽湿法腐蚀或等离子干法腐蚀去除周边扩散层。
(6)去除背面 PN+结。常用湿法腐蚀或磨片法除去背面 PN+结。
(7)制作上下电极:用真空蒸镀、化学镀镍或铝浆印刷烧结等工艺。
先制作下电极,然后制作上电极。铝浆印刷是大量采用的工艺方法。
(8)制作减反射膜:为了减少入反射损失,要在硅片表面上覆盖一
层减反射膜。制作减反射膜的材料有 MgF2 ,SiO2 ,Al2O3 ,SiO ,
Si3N4 ,TiO2 ,Ta2O5 等。工艺方法可用真空镀膜法、离子镀膜
法,溅射法、印刷法、PECVD 法或喷涂法等。
(9)烧结:将电池芯片烧结于镍或铜的底板上。 (10) 测试分档:
按规定参数规,测试分类。
3.3.4 太阳电池组装工艺简介
组件线又叫封装线,封装是太阳能电池生产中的关键步骤,
没有良好的封装
工艺,多好的电池也生产不出好的电池组件板。电池的封装不仅可以
使电池的寿命得到保证,而且还增强了电池的抗击强度。产品的高质
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资源评论
- david30122023-08-11资源内容详细,总结地很全面,与描述的内容一致,对我启发很大,学习了。
hhappy0123456789
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