太陽(yáng)能電池板的性能參數(shù)和種類都有哪些?
太陽(yáng)能電池板功能是將太陽(yáng)的光能轉(zhuǎn)化為電能后,輸出直流電存入蓄電池中。這是太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分,太陽(yáng)能電池板的質(zhì)量和成本將直接決定整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量和成本。今天我們?cè)敿?xì)講下太陽(yáng)能電池板性能參數(shù)和種類都有哪些?
一、太陽(yáng)能電池板參數(shù)
太陽(yáng)能電池板的性能參數(shù)主要有:短路電流、開(kāi)路電壓、峰值電流、峰值電壓、峰值功率、填充因子和轉(zhuǎn)換效率等。
1、短路電流(isc):當(dāng)將太陽(yáng)能電池的正負(fù)極短路、使u=0時(shí),此時(shí)的電流就是電池片的短路電流,短路電流的單位是安培(a),短路電流隨著光強(qiáng)的變化而變化。
2、開(kāi)路電壓(uoc):當(dāng)將太陽(yáng)能電池的正負(fù)極不接負(fù)載、使i=0時(shí),此時(shí)太陽(yáng)能電池正負(fù)極間的電壓就是開(kāi)路電壓,開(kāi)路電壓的單位是伏特(v)。單片太陽(yáng)能電池的開(kāi)路電壓不隨電池片面積的增減而變化,一般為0.5~0.7v。
3、峰值電流(im):峰值電流也叫最大工作電流或最佳工作電流。峰值電流是指太陽(yáng)能電池片輸出最大功率時(shí)的工作電流,峰值電流的單位是安培(a)。
4、峰值電壓(um):峰值電壓也叫最大工作電壓或最佳工作電壓。峰值電壓是指太陽(yáng)能電池片輸出最大功率時(shí)的工作電壓,峰值電壓的單位是v。峰值電壓不隨電池片面積的增減而變化,一般為0.45~0.5v,典型值為0.48v。
5、峰值功率(pm):峰值功率也叫最大輸出功率或最佳輸出功率。峰值功率是指太陽(yáng)能電池片正常工作或測(cè)試條件下的最大輸出功率,也就是峰值電流與峰值電壓的乘積:pm===im×um。峰值功率的單位是w(瓦)。太陽(yáng)能電池的峰值功率取決于太陽(yáng)輻照度、太陽(yáng)光譜分布和電池片的工作溫度,因此太陽(yáng)能電池的測(cè)量要在標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行,測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)為歐洲委員會(huì)的101號(hào)標(biāo)準(zhǔn),其條件是:輻照度lkw/㎡、光譜aml.5、測(cè)試溫度25℃。
6、填充因子(ff):填充因子也叫曲線因子,是指太陽(yáng)能電池的最大輸出功率與開(kāi)路電壓和短路電流乘積的比值。計(jì)算公式為ff=pm/(isc×uoc)。填充因子是評(píng)價(jià)太陽(yáng)能電池輸出特性好壞的一個(gè)重要參數(shù),它的值越高,表明太陽(yáng)能電池輸出特性越趨于矩形,電池的光電轉(zhuǎn)換效率越高。
串、并聯(lián)電阻對(duì)填充因子有較大影響,太陽(yáng)能電池的串聯(lián)電阻越小,并聯(lián)電阻越大,填充因子的系數(shù)越大。填充因子的系數(shù)一般在0.5~0.8之間,也可以用百分?jǐn)?shù)表示。
7、轉(zhuǎn)換效率(η):轉(zhuǎn)換效率是指太陽(yáng)能電池受光照時(shí)的最大輸出功率與照射到電池上的太陽(yáng)能量功率的比值。即:η=pm(電池片的峰值效率)/a(電池片的面積)×pin(單位面積的入射光功率),其中pin=lkw/㎡=100mw/cm2。
二、太陽(yáng)能電池板種類
1、單晶硅光伏電池
單晶硅太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率為15%左右,最高的達(dá)到24%,這是目前所有種類的太陽(yáng)能電池中光電轉(zhuǎn)換效率最高的,但制作成本很大,以致于它還不能被大量廣泛和普遍地使用。由于單晶硅一般采用鋼化玻璃以及防水樹(shù)脂進(jìn)行封裝,因此其堅(jiān)固耐用,使用壽命一般可達(dá)15年,最高可達(dá)25年。
多晶硅太陽(yáng)電池的制作工藝與單晶硅太陽(yáng)電池差不多,但是多晶硅太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率則要降低不少,其光電轉(zhuǎn)換效率約12%左右 。從制作成本上來(lái)講,比單晶硅太陽(yáng)能電池要便宜一些,材料制造簡(jiǎn)便,節(jié)約電耗,總的生產(chǎn)成本較低,因此得到大量發(fā)展。此外,多晶硅太陽(yáng)能電池的使用壽命也要比單晶硅太陽(yáng)能電池短。從性能價(jià)格比來(lái)講,單晶硅太陽(yáng)能電池還略好。
3、非晶硅光伏電池
非晶硅太陽(yáng)電池是1976年出現(xiàn)的新型薄膜式太陽(yáng)電池,它與單晶硅和多晶硅太陽(yáng)電池的制作方法完全不同,工藝過(guò)程大大簡(jiǎn)化,硅材料消耗很少,電耗更低,它的主要優(yōu)點(diǎn)是在弱光條件也能發(fā)電。但非晶硅太陽(yáng)電池存在的主要問(wèn)題是光電轉(zhuǎn)換效率偏低,國(guó)際先進(jìn)水平為10%左右,且不夠穩(wěn)定,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),其轉(zhuǎn)換效率衰減。
4、多元化合物光伏電池
多元化合物太陽(yáng)電池指不是用單一元素半導(dǎo)體材料制成的太陽(yáng)電池。各國(guó)研究的品種繁多,大多數(shù)尚未工業(yè)化生產(chǎn),主要有以下幾種:
1) 硫化鎘太陽(yáng)能電池;
2) 砷化鎵太陽(yáng)能電池;
3) 銅銦硒太陽(yáng)能電池(新型多元帶隙梯度Cu(In, Ga)Se2薄膜太陽(yáng)能電池。
以上是關(guān)于太陽(yáng)能電池板的性能參數(shù)和種類的介紹。另外,封裝是太陽(yáng)能電池生產(chǎn)中的關(guān)鍵步驟,沒(méi)有良好的封裝工藝,多好的電池也生產(chǎn)不出好的太陽(yáng)能電池板,電池的封裝不僅可以使電池的壽命得到保證,而且還增強(qiáng)了電池的抗擊強(qiáng)度,所以太陽(yáng)能板的封裝質(zhì)量非常重要。
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