光伏发电技术太阳能光伏电池.pptxVIP

第三章 太阳能光伏电池 ● 3. 1.3 光伏效应 ● 太阳能电池就是一个大面积的p-n结。 ● 当太阳电池受到光照时 ， 根据光量子理论 ， 只要 照射光的能量E=hν=hc/λ≧Eg（Eg为禁带宽度 ， 禁 带宽度越大 ， 可供利用的太阳能就越少 。硅材料 Eg= 1. 12eV） ， 则照射在n 区 、空间电荷区 、p 区 被吸收 ， 将价带电子激发到导带 ， 分别产生电子 -空穴对。 ● 由于入射强度从表面到太阳电池体内呈指数衰减， 在各处产生的光生载流子的数量有差别 ， 沿光强 衰减方向将形成光生载流子的浓度梯度 ， 从而产 生载流子的扩散运动。 ● n区 ● 产生的光生载流子到达p-n结靠近n侧边界时 ， 由于内建电场的方向是从n区指向p区 ， 静电力 立即将光生空穴拉到p区 ， 光生电子阻留在n区。 ● p区 ● 产生的光生载流子到达p-n结靠近p侧边界时 ， 静电力立即将光生电子拉到n区 ， 光生空穴阻 留在p区。 空间电荷区 空间电荷区中产生的光生电子-空穴对自然被 内建电场分别拉向n区和p区。 结果 p-n结及两边产生的光生载流子就被内建电场所 分离 ， 在p区聚集光生空穴 ， 在n区聚集光生电 子 ， 使p区带正电 ， n区带负电 ， 在p-n结两边产 生光生电动势。 光生伏特效应 上述过程通常称作光生伏特效应或光伏效应。 光生电动势的电场方向和p-n结内建电场的方向 相反。 ● 3.1.4 太阳能电池的结构和技术参数 ● (1)太阳能电池的结构 ● 最简单的太阳能电池是由p-n结构成的 ， 其上 表面有栅线形状的上电极 ， 背面为背电极， 在太阳能电池表面还镀有一层减反膜。 ● （2） 太阳能电池的技术参数 ● a.伏安特性曲线 ● 在一定的太阳辐照度和温度下 ， 当负载R从0 （即短路） 变到∞（即开路） 时 ， 负载R两端的 电压U和电流I之间的关系曲线 ， 即为太阳电池的 伏安特性曲线。 ● 习惯称I-V曲线。 ● b.开路电压 ● 受光照的太阳能电池处于开路状态 ， 光生载流子 只能累积于p-n结两侧产生光生电动势 ， 这时在 太阳能电池两端测得的电势差叫做开路电压 ， 也 就是伏安特性曲线与横坐标的交点所对应的电压 , 通常用符号Uoc表示 。Uoc与太阳电池的面积 无关。 ● c.短路电流 ● 太阳电池在端电压为零时的输出电流 ， 也就是伏 安特性曲线与纵坐标的交点所对应的电流 ， 通常 用Isc来表示。 ● 太阳电池的Isc与太阳电池的面积有关 ， 面积越 大 ， Isc越大。 ● d.最大功率点 ● 在一定的太阳辐照度和工作温度的条件下 ， 伏安 特性曲线上的任何一点都是工作点 ， 与工作点对 应的横坐标是电压 ， 纵坐标是电流 。 电压和电流 的乘积即为输出功率 。调节负载R到某一值Rm时 , 在曲线上得到一点M ， 对应的工作电流Im和工 作电压Um的乘积为最大 ， 即 ● Pm=ImUm=Pmax ● 则称M点为该太阳电池的最佳工作点（或最大功 率点）， ● Im为最佳工作电流 ● Um为最佳工作电压 ● Pm为最大输出功率 ● e.填充因子 ● 表征太阳电池性能优劣的一个重要参数 ， 定义 为太阳电池的最大功率与开路电压和短路电流 的乘积之比。 ● FF=Pm/(UocIsc)=UmIm/(UocIsc) ● f.转换效率 ● 太阳电池接受光照的最大功率与入射到该电池 上的全部辐射功率的百分比称为太阳电池的转 换效率。 ● η=Pm/Pin= UmIm/(AtPin) ● At为包括栅线面积在内的太阳电池总面积 ● Pin为单位面积入射光的功率 ● 3.2 太阳电池 ● 晶体硅太阳电池 ● 单晶硅太阳电池 多晶硅太阳电池 ● 薄膜太阳电池 ● 非晶硅太阳电池 ● 聚光太阳电池 第7章 光伏系统部件 ● 光伏系统是将太阳电池在光照时发出的电 能 ， 供给负载使用 。 需要多种部件协调配 合才能组成完整的光伏系统 ， 太阳电池方 阵是最主要的部件 ， 此外 ， 还需要一系列 配套部件才能正常工作 ， 主要包括： 储能 设备； 防反充及旁路二极管； 交 、直流断 路器 ， 变压器及保护开关； 计量仪表及记 录显示设备； 连接电缆 、套管及汇流箱； 框架 、支持结构及紧固件； 接地及防雷装 置。 ● 7.1 太阳电池方阵 ● 一般情况下 ， 单独一块太阳电池组件 ， 无法满 足负载电压或功率的要求 ， 需要将若干太阳电 池组件通过串、并联组成太阳电池方阵 ， 才能 正常工作。 ● （1） 太阳电池方阵： 由若干