晶體硅構成了單晶硅和多晶硅太陽能電池的基礎:
單晶硅太陽能電池
由單晶硅(mono-Si)也稱為單晶硅(single-crystal-Si)制成的太陽能電池很容易通過外部均勻的著色和均勻的外觀來識別,這表明您可以看到高純度的硅
單晶太陽能電池由圓柱形的硅錠制成。為了優(yōu)化單個單晶太陽能電池的性能并降低成本,從圓柱形鑄錠上切出四個側面以制作硅片,這使單晶太陽能電池板具有獨特的外觀。
分離單晶和多晶太陽能電池板的一種好方法是,多晶太陽能電池看起來完全是矩形,沒有圓角。
好處
單晶太陽能電池板由等級的硅制成,因此具有的效率。單晶太陽能電池板的效率通常為15-20%。SunPower生產當今美國市場上效率的太陽能電池板。他們的E20系列可提供高達20.1%的面板轉換效率。SunPower現(xiàn)在以創(chuàng)紀錄的21.5%的效率發(fā)布了X系列。
單晶硅太陽能電池板節(jié)省空間。由于這些太陽能電池板產生的功率輸出,因此與任何其他類型的太陽能電池板相比,它們所需的空間也少。單晶太陽能電池板的發(fā)電量是薄膜太陽能電池板的四倍。
單晶太陽能板壽命長。大多數(shù)太陽能電池板制造商都為其單晶太陽能電池板提供25年保修。
在弱光條件下,其性能往往好于同類額定多晶硅太陽能電池板。
太陽能板的核心是至少兩片半導體材料。這種材料通常是晶體硅,當通過材料和涂層的巧妙組合暴露在來自太陽的光子中時會產生電場。但是首先,硅開始以沙子的生活開始,必須將其加熱到難以置信的高溫才能精煉成結晶晶片。(硅還參與了硼硅玻璃的制造,硼硅玻璃是構成烹飪室的堅固材料。)
傳統(tǒng)的太陽能電池板始于兩層硅薄層,一層用磷處理,另一層用硼處理。這些處理方法可產生相反極性的電磁夾層,從而為形成電場創(chuàng)造了正確的環(huán)境。當光照射到面板上時,磷層會提供多余的電子,這些電子被打散并朝著帶負電的硼層“流動”,產生我們通常認為的電。領域,但是,必須以的形式到達的導電表面金屬導體條,其允許電力流出所述太陽能電池的并且進入面板的其余部分。當大量的這些較小的硅和金屬導體“單元”通過導線和導電條連接到更大的裸露表面(也稱為面板)中時,便構成了面板。
硅在太陽能領域占主導地位。即使是的太陽能電池設計,也就是串聯(lián)裝置,該串聯(lián)裝置在由稱為鈣鈦礦的晶體材料制成的電池下方具有硅太陽能電池,也依賴于這種材料?,F(xiàn)在,研究人員完全放棄了硅,從兩種的鈣鈦礦中制造出單晶,每一種都可以吸收太陽光譜的不同部分。由于鈣鈦礦比硅電池更容易制造,因此這種進步可能會導致太陽能成本降低。
太陽能電池板如何工作?
太陽能電池板以陽光的形式收集清潔的可再生能源,并將其轉換為電能,然后可用于為電力負載提供電力。太陽能電池板由幾個單獨的太陽能電池組成,它們本身由硅,磷(提供負電荷)和硼(提供正電荷)層組成。太陽能電池板吸收光子,并在此過程中產生電流。由光子撞擊太陽能電池板表面產生的能量使電子從原子軌道上被敲除,并釋放到太陽能電池產生的電場中,然后,這些自由電子將其拉向定向電流。這整個過程稱為光伏效應。一個普通家庭的屋頂面積足以容納所需數(shù)量的太陽能電池板,以產生足夠的太陽能電力來滿足其所有電力需求,所產生的多余電力將流向主電網,并在晚上用電。
在平衡的并網配置中,太陽能電池陣列在白天發(fā)電,然后在晚上在家中使用。如果他們的系統(tǒng)產生的電力超過家庭所需的電力,則凈計量計劃可使太陽能發(fā)電機所有者獲得報酬。在離網太陽能應用中,電池組,充電控制器以及大多數(shù)情況下的逆變器是必不可少的組件。太陽能電池板通過充電控制器將直流(DC)電發(fā)送到電池組。然后,電源從電池組汲取到逆變器,逆變器將DC電流轉換為交流電(AC),可將其用于非DC設備。借助逆變器,可以調整太陽能電池板陣列的尺寸,以滿足苛刻的電負載要求。交流電流可用于為家庭或商業(yè)建筑,休閑車輛和船只,遠程客艙,小屋或家庭,遠程交通控制,電信設備,油氣流量監(jiān)控,RTU,SCADA等中的負載供電。