宏阳路能|为什么我们要大力发展太阳能光伏发电?
太阳能是什么,到太阳能应用的相关技术讲解,我相信许多人对太阳能有一个大致的了解。让我们谈谈太阳能应用技术中的光伏发电。主要有两个方面:原理,优势。
光电效应可以在液体和固体材料中发生,但是只有固体(特别是半导体PN结器件)在阳光下具有更高的光电转换效率。利用光伏效应原理制造晶体硅太阳能电池,可以将太阳的光能直接转换为电能。太阳能光伏发电的能量转换器是太阳能电池,又称光伏电池,是太阳能光伏发电系统的基础和核心设备。太阳能转化为电能的过程主要包括三个步骤:
(1)太阳能电池吸收一定的光子能量后,在半导体中产生电子-空穴对,称为“光生载流子”。两者的极性相反。电子带负电,空穴带正电。
(2)极性相反的光生载流子被半导体PN结产生的静电场隔开。
(3)产生光的载流电子和空穴分别被太阳能电池的正极和负极收集,并在外部电路中产生电流以获得电能。
下图显示了太阳能光伏发电的原理。当光照射太阳能电池的表面时,部分光子会被硅材料吸收,并且光子的能量会转移到硅原子上,从而使电子经历跃迁并变成自由电子,这些电子会聚在一起形成一个PN结两侧的电位差。当外部电路打开时,在该电压的作用下,电流将流过外部电路以产生一定的输出功率。该过程的本质是将光子能量转换为电能的过程。
在太阳能发电系统中,系统的总效率η由太阳能电池组件的光电转换效率,控制器效率,电池效率,逆变器效率和负载效率确定。目前,太阳能电池的光电转换效率仅为17%左右。因此,提高太阳能电池模块的光电转换效率,降低太阳能光伏发电系统的单位电力成本是太阳能光伏发电产业化的重点和难点。自太阳能电池问世以来,晶体硅一直是主要材料。目前对硅太阳能电池转换效率的研究主要集中在增加能量吸收表面(例如使用双面电池减少反射),使用吸气技术和钝化技术来提高硅太阳能电池的转换效率,以及-薄细胞等方面。