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太陽能工作原理，太陽能電池的工作原理是什么

來源：整理 時(shí)間：2023-08-19 20:50:08 編輯：智能門戶 手機(jī)版

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1，太陽能電池的工作原理是什么

太陽照射電池表面，反射掉一部分光，吸收一部分光轉(zhuǎn)換成熱量，只有很少光子同組成半導(dǎo)體的價(jià)電子碰撞，產(chǎn)生電子--空穴對(duì)，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，所以，效率低?/section>

太陽能電池的工作原理是什么

2，太陽能的工作原理

太陽能熱水器是光熱轉(zhuǎn)換原理，水也不可能超過100度的，70-90自來水容易結(jié)垢！ 目前我過的全玻璃真空管主要是利用管壁膜層將吸收的太陽能輻射轉(zhuǎn)換成熱能；在水箱里，利用冷水比重大、熱水比重小的特點(diǎn)，在真空管里形成冷熱循環(huán)，把水箱水不斷升溫！ 一種是太陽直接照射在黑色外殼體上，通過光產(chǎn)生熱！現(xiàn)在的太陽能一般都采用第一種！因?yàn)楸容^簡(jiǎn)便而且實(shí)用！ 太陽能熱水器的原理是收通過真空管收太陽收集太陽光發(fā)出的熱量,把水加熱. 真空管是黑的,有利于吸收太陽光的輻射熱.由于真空管是兩層且真空的,又使得熱量不易散發(fā)到外面. 簡(jiǎn)單的說,就是吸熱和保溫. 太陽能是輻射能量，真空管是內(nèi)表面涂有吸收輻射的涂層，管中有傳熱效果良好的金屬（銅）通過熱傳導(dǎo)傳至水箱，在水箱中有換熱器（相當(dāng)于“小型暖氣片”），通過換熱加溫涼水水通過對(duì)流在進(jìn)行熱交換.....如此循環(huán)這一箱水就熱了。

太陽能的工作原理

3，太陽能的工作原理是什么

太陽能是太陽內(nèi)部或者表面的黑子連續(xù)不斷的核聚變反應(yīng)過程產(chǎn)生的能量。地球軌道上的平均太陽輻射強(qiáng)度為1367w/㎡。地球赤道的周長(zhǎng)為40000km，從而可計(jì)算出，地球獲得的能量可達(dá)173000TW。在海平面上的標(biāo)準(zhǔn)峰值強(qiáng)度為1kw/m2，地球表面某一點(diǎn)24h的年平均輻射強(qiáng)度為0.20kw/㎡，相當(dāng)于有102000TW 的能量，人類依賴這些能量維持生存，其中包括所有其他形式的可再生能源（地?zé)崮苜Y源除外），雖然太陽能資源總量相當(dāng)于現(xiàn)在人類所利用的能源的一萬多倍，但太陽能的能量密度低，而且它因地而異，因時(shí)而變，這是開發(fā)利用太陽能面臨的主要問題。太陽能的這些特點(diǎn)會(huì)使它在整個(gè)綜合能源體系中的作用受到一定的限制。 盡管太陽輻射到地球大氣層的能量?jī)H為其總輻射能量的22億分之一，但已高達(dá)173,000TW，也就是說太陽每秒鐘照射到地球上的能量就相當(dāng)于500萬噸煤。地球上的風(fēng)能、水能、海洋溫差能、波浪能和生物質(zhì)能以及部分潮汐能都是來源于太陽；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然氣等）從根本上說也是遠(yuǎn)古以來貯存下來的太陽能，所以廣義的太陽能所包括的范圍非常大，狹義的太陽能則限于太陽輻射能的光熱、光電和光化學(xué)的直接轉(zhuǎn)換。
吸收陽光的光能轉(zhuǎn)化為熱能，再由熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，電能等等！?。?/section>

太陽能的工作原理是什么

4，太陽能熱水器工作原理

太陽能熱水器便是太陽能成果應(yīng)用中的一大產(chǎn)業(yè)，它為百姓提供環(huán)保、安全節(jié)能、衛(wèi)生的新型熱水器產(chǎn)品， 太陽能熱水器就是吸收太陽能的輻射熱能，加 熱冷水提供給 人們?cè)谏?、生產(chǎn)中使用的節(jié)能設(shè)備。 系統(tǒng)組成 ◆ 集熱器： 系統(tǒng)中的集熱元件。其功能相當(dāng)于電熱水器中的電 熱管。和電熱水器、燃?xì)鉄崴鞑煌氖牵柲芗療崞骼?用的是太陽的輻射熱量，故而加熱時(shí)間只能在有太陽照射的 白晝。 ◆ 保溫水箱： 和電熱水器的保溫水箱一樣，是儲(chǔ)存熱水的容器。 因?yàn)樘柲軣崴髦荒馨滋旃ぷ?，而人們一般在晚上才使?熱水，所以必須通過保溫水箱把集熱器在白天產(chǎn)出的熱水儲(chǔ) 存起來。容積是每天晚上用熱水量的總和。采用同樂搪瓷內(nèi) 膽承壓保溫水箱，保溫效果好，耐腐蝕，水質(zhì)清潔，使用壽 命可長(zhǎng)達(dá)20年以上。 ◆ 連接管道： 將熱水從集熱器輸送到保溫水箱、將冷水從保溫 水箱輸送到集熱器的通道，使整套系統(tǒng)形成一個(gè)閉合的環(huán)路。 設(shè)計(jì)合理、連接正確的循環(huán)管道對(duì)太陽能系統(tǒng)是否能達(dá)到最 佳工作狀態(tài)至關(guān)重要。熱水管道必須做保溫處理。管道必須 有很高的質(zhì)量，保證有20年以上的使用壽命。 環(huán)保作用 每平方米平板太陽能集熱器平均每個(gè)正常日照日，可產(chǎn)生相當(dāng)于2.5度電的熱量，每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤200公斤 左右，可以減少700多公斤CO2的排放量。太陽能熱水器的廣泛運(yùn)用，包括生活用熱水，采暖，空調(diào),在省錢 的同時(shí)必將極大地改善地球的污染狀況。 目前市場(chǎng)常見太陽能熱水器品牌有：清華陽光、皇明、阿里斯頓、神光、華揚(yáng)、桑普、華帝、海寧市神太、喜滿天、豪意、躍美等等適用于多晴少云地區(qū)。 目前太陽能熱水器占整個(gè)熱水器市場(chǎng)的11.2％，而據(jù)預(yù)測(cè)，到2015年，我國(guó)太陽能熱水器普及率將達(dá)到30％。現(xiàn)在各地均用電非常緊張，能源非常緊缺，使用太陽能熱水器可以節(jié)約很多能源，還可以防止污染。從個(gè)人角度來說，用太陽能熱水器價(jià)格要比用電熱水器便宜得多，比用電、用燃?xì)庵辽俟?jié)約三分之二以上。所以建議您選用太陽能熱水器，一來可以節(jié)約用電，二來長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮使用費(fèi)用也較低。 價(jià)格：2000-6000元 http://www.baidu.com/s?wd=%CC%AB%D1%F4%C4%DC%C8%C8%CB%AE%C6%F7%B1%A8%BC%DB&lm=0&si=&rn=10&ie=gb2312&ct=0&cl=3&f=1&rsp=4 建議使用： 皇明 HDS-14TT19/58-42D 北京報(bào)價(jià)￥3312 廣州報(bào)價(jià)￥3312 南京報(bào)價(jià)￥3312 成都報(bào)價(jià)￥3312 參考資料： http://d.baidu.com/rs.php?q=%CC%AB%D1%F4%C4%DC%C8%C8%CB%AE%C6%F7%C5%C5%C3%FB%B0%F1&tn=baidu
太陽能熱水器是一個(gè)光熱轉(zhuǎn)換器，區(qū)別于傳統(tǒng)的自然利用，如晾曬、采光。 真空管是太陽能熱水器的核心，他的結(jié)構(gòu)如同一個(gè)拉長(zhǎng)的暖瓶膽，內(nèi)外層之間為真空。在內(nèi)玻璃管的表面上利用特種工藝涂有光譜選擇性吸收涂層，用來最大限度的吸收太陽輻射能。經(jīng)陽光照射，光子撞擊涂層，太陽能轉(zhuǎn)化成熱能，水從涂層外吸熱，水溫升高，密度減小，熱水向上運(yùn)動(dòng)，而比重大的冷水下降。熱水始終位于上部，即水箱中。太陽能熱水器中熱水的升溫情況與外界溫度關(guān)系不大，主要取決于光照。當(dāng)打開廚房或洗浴間的任何一個(gè)水龍頭時(shí)，熱水器內(nèi)的熱水便依靠自然落差流出，落差越大，水壓越高。 太陽熱水器是利用太陽的能量將水從低溫度加熱到高溫度的裝置，是一種熱能產(chǎn)品。太陽熱水器是由全玻璃真空集熱管、儲(chǔ)水箱、支架及相關(guān)附件組成，把太陽能轉(zhuǎn)換成熱能主要依靠玻璃真空集熱管。集熱管受陽光照射面溫度高，集熱管背陽面溫度低，而管內(nèi)水便產(chǎn)生溫差反應(yīng)，利用熱水上浮冷水下沉的原理，使水產(chǎn)生微循環(huán)而達(dá)到所需熱水。
太陽能熱水器工作原理 A．真空管式太陽能熱水器工作原理：真空管吸熱-微循環(huán)-保溫水箱-測(cè)控制系統(tǒng)-用戶。 真空管式太陽能熱水器，利用真空管集熱，最大限度的實(shí)現(xiàn)光熱轉(zhuǎn)換，經(jīng)微循環(huán)把熱水傳送到保溫水箱里，通過專用管路至用戶?？刂葡到y(tǒng)把自來水通過控制閥，控制儀等送至太陽能以達(dá)到自動(dòng)化控制。輔助電加熱安置在水箱里，已備陰、雨、雪天使用，節(jié)電90%。并自動(dòng)化運(yùn)行。 性能特點(diǎn)及技術(shù)參數(shù) ⑴集熱元件-真空管技術(shù)參數(shù)規(guī)格: 1200mm×47mm 1500 mm×47mm。 目前集熱效果的最好的是AL---N/AL真空濺射選擇性鍍膜，本產(chǎn)品采用1.2、1.5m利用該涂層的玻璃真空管，其吸收率 ≥0.93紅外發(fā)射率ε≤0.6，平均熱損Uct0.9W/㎡℃真空度P≤5×10ˉ3pa采用性能相當(dāng)于美國(guó)的高硼硅3.3特硬玻璃制造。 ⑵．保溫材料性能特點(diǎn)及技術(shù)參數(shù)： 保溫材料的好壞直接關(guān)系著熱效率和晚間清晨的使用，在寒冷的東北尤其重要。目前較好的保溫方式是進(jìn)口聚氨脂保溫，若配料、工藝、環(huán)境、溫度不適，也會(huì)造成發(fā)泡不均或泡孔過大、工質(zhì)緩慢漏失保溫性逐漸下降的后果，這就需要廠家有專門的發(fā)泡機(jī)械、標(biāo)準(zhǔn)化模具和較高的工藝技術(shù)水平。另外，我們不僅要了解產(chǎn)品用材工藝、還要看廠家的機(jī)械設(shè)備、模具等有機(jī)成本的高低、質(zhì)量監(jiān)測(cè)的水準(zhǔn)。產(chǎn)品質(zhì)量直接關(guān)系消費(fèi)者的利益。 聚氨酯保溫層厚度：70mm閉孔率:65.69％導(dǎo)熱系數(shù):19.83mw/m.k，并經(jīng)過高溫熟化處理。 ⑶水箱內(nèi)膽與支架 水箱內(nèi)是儲(chǔ)存熱水的重要部分，其用材料強(qiáng)度和耐腐蝕性至關(guān)重要，優(yōu)質(zhì)的選材應(yīng)是進(jìn)口SUS304板材，厚度在0。6mm--0。8mm之間不銹鋼板，氬氣保護(hù),高頻自動(dòng)焊接,提高鋼板在各種水質(zhì)或各種環(huán)境耐腐蝕性能，是比較先進(jìn)的焊接工藝、支架材料全部采用不銹鋼（SUS304），外觀美觀、強(qiáng)度高、整體采用螺栓連接，支架、整機(jī)剛性強(qiáng),而且利于運(yùn)輸安裝，抗腐能力強(qiáng)。 B．熱管承壓式太陽能熱水器工作原理：真空管吸熱-熱管傳導(dǎo)熱-保溫水箱-控制系統(tǒng)-用戶。（價(jià)格較高）熱管承壓式太陽能熱水器，利用真空管集熱，內(nèi)置¤ 型翅片，把高溫環(huán)境中的熱量傳給熱管、熱管迅速將熱量傳入水箱，特別在多云，輻射強(qiáng)度低的情況下，啟動(dòng)傳熱快。經(jīng)連續(xù)測(cè)試，熱管式太陽能熱水器，日平均熱效率高達(dá)56%。 傳熱元件-熱管技術(shù)參數(shù)規(guī)格：φ8×1520 ⑴．國(guó)內(nèi)熱管生產(chǎn)廠很多，我們對(duì)國(guó)內(nèi)所有熱管進(jìn)行檢測(cè)，按GB/T14812-1993、GB/14813---1993對(duì)熱管性能和熱管壽命進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，大多有機(jī)熱管在一、兩年后，傳熱效率明顯下降，最后選定無機(jī)分子熱管（美國(guó)-MACBLE公司專利技術(shù)），通過美國(guó)思坦福研究院（SRI）長(zhǎng)期系統(tǒng)測(cè)試，證明其具有卓越的傳熱性能。傳熱不需工質(zhì)相變，靠分子熱運(yùn)動(dòng)、傳熱快、傳熱效率高。 ⑵．承壓能力高 熱管式太陽能熱水器水箱，采用2MM厚鋼板，弧型封頭，CO 2自動(dòng)焊接，承壓能力0.6MPa，密封工作壓力高達(dá)1.2Mpa。選用國(guó)際先進(jìn)化學(xué)鍍鎳技術(shù)，表面噴涂達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。集熱器可承受自來水的壓力（試驗(yàn)壓力最高可達(dá)1.2MPa）。尺寸符合TB311-74規(guī)定， ⑶．抗凍、承載能力強(qiáng) 熱管式太陽能熱水器采用熱管傳熱技術(shù)，集熱管內(nèi)無水，不會(huì)因高寒地區(qū)氣溫過低而凍破集熱管，從而影響使用。而且因管中無水，若一支熱管破損，不會(huì)影響整機(jī)工作，這樣熱水器使用范圍更廣。支架材料全部采用不銹鋼（SUS304），外觀美觀、強(qiáng)度高、整體采用螺栓連接，支架、整機(jī)剛性強(qiáng)而且利于運(yùn)輸安裝，抗腐能力強(qiáng)。
光能轉(zhuǎn)化為熱能

5，太陽能工作原理

太陽光照在半導(dǎo)體p-n結(jié)上，形成新的空穴-電子對(duì)，在p-n結(jié)電場(chǎng)的作用下，空穴由n區(qū)流向p區(qū)，電子由p區(qū)流向n區(qū)，接通電路后就形成電流。這就是光電效應(yīng)太陽能電池的工作原理。 一、太陽能發(fā)電方式太陽能發(fā)電有兩種方式，一種是光—熱—電轉(zhuǎn)換方式，另一種是光—電直接轉(zhuǎn)換方式。 （1） 光—熱—電轉(zhuǎn)換方式通過利用太陽輻射產(chǎn)生的熱能發(fā)電，一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉(zhuǎn)換成工質(zhì)的蒸氣，再驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。前一個(gè)過程是光—熱轉(zhuǎn)換過程；后一個(gè)過程是熱—電轉(zhuǎn)換過程，與普通的火力發(fā)電一樣.太陽能熱發(fā)電的缺點(diǎn)是效率很低而成本很高，估計(jì)它的投資至少要比普通火電站貴5～10倍.一座1000MW的太陽能熱電站需要投資20～25億美元，平均1kW的投資為2000～2500美元。因此，目前只能小規(guī)模地應(yīng)用于特殊的場(chǎng)合，而大規(guī)模利用在經(jīng)濟(jì)上很不合算，還不能與普通的火電站或核電站相競(jìng)爭(zhēng)。 （2） 光—電直接轉(zhuǎn)換方式該方式是利用光電效應(yīng)，將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能，光—電轉(zhuǎn)換的基本裝置就是太陽能電池。太陽能電池是一種由于光生伏特效應(yīng)而將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能的器件，是一個(gè)半導(dǎo)體光電二極管，當(dāng)太陽光照到光電二極管上時(shí)，光電二極管就會(huì)把太陽的光能變成電能，產(chǎn)生電流。當(dāng)許多個(gè)電池串聯(lián)或并聯(lián)起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。太陽能電池是一種大有前途的新型電源，具有永久性、清潔性和靈活性三大優(yōu)點(diǎn).太陽能電池壽命長(zhǎng)，只要太陽存在，太陽能電池就可以一次投資而長(zhǎng)期使用；與火力發(fā)電、核能發(fā)電相比，太陽能電池不會(huì)引起環(huán)境污染；太陽能電池可以大中小并舉，大到百萬千瓦的中型電站，小到只供一戶用的太陽能電池組，這是其它電源無法比擬的 電池板原料：玻璃，EVA，電池片、鋁合金殼、包錫銅片、不銹鋼支架、蓄電池等 太陽能熱水器把太陽光能轉(zhuǎn)化為熱能，將水從低溫度加熱到高溫度，以滿足人們?cè)谏?、生產(chǎn)中的熱水使用。太陽能熱水器是由集熱管、儲(chǔ)水箱及相關(guān)附件組成，把太陽能轉(zhuǎn)換成熱能主要依靠集熱管。集熱器受陽光照射面溫度高，集熱管背陽面溫度低，而管內(nèi)水便產(chǎn)生溫差反應(yīng)，利用熱水上浮冷水下沉的原理，使水產(chǎn)生微循環(huán)而達(dá)到所需熱水。太陽能電池板和太陽能熱水器工作原理相差較遠(yuǎn)，唯一相同的是都吸收太陽能
太陽光照在半導(dǎo)體p-n結(jié)上，形成新的空穴-電子對(duì)，在p-n結(jié)電場(chǎng)的作用下，空穴由n區(qū)流向p區(qū)，電子由p區(qū)流向n區(qū)，接通電路后就形成電流。這就是光電效應(yīng)太陽能電池的工作原理。 一、太陽能發(fā)電方式太陽能發(fā)電有兩種方式，一種是光—熱—電轉(zhuǎn)換方式，另一種是光—電直接轉(zhuǎn)換方式。 （1） 光—熱—電轉(zhuǎn)換方式通過利用太陽輻射產(chǎn)生的熱能發(fā)電，一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉(zhuǎn)換成工質(zhì)的蒸氣，再驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。前一個(gè)過程是光—熱轉(zhuǎn)換過程；后一個(gè)過程是熱—電轉(zhuǎn)換過程，與普通的火力發(fā)電一樣.太陽能熱發(fā)電的缺點(diǎn)是效率很低而成本很高，估計(jì)它的投資至少要比普通火電站貴5～10倍.一座1000mw的太陽能熱電站需要投資20～25億美元，平均1kw的投資為2000～2500美元。因此，目前只能小規(guī)模地應(yīng)用于特殊的場(chǎng)合，而大規(guī)模利用在經(jīng)濟(jì)上很不合算，還不能與普通的火電站或核電站相競(jìng)爭(zhēng)。 （2） 光—電直接轉(zhuǎn)換方式該方式是利用光電效應(yīng)，將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能，光—電轉(zhuǎn)換的基本裝置就是太陽能電池。太陽能電池是一種由于光生伏特效應(yīng)而將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能的器件，是一個(gè)半導(dǎo)體光電二極管，當(dāng)太陽光照到光電二極管上時(shí)，光電二極管就會(huì)把太陽的光能變成電能，產(chǎn)生電流。當(dāng)許多個(gè)電池串聯(lián)或并聯(lián)起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。太陽能電池是一種大有前途的新型電源，具有永久性、清潔性和靈活性三大優(yōu)點(diǎn).太陽能電池壽命長(zhǎng)，只要太陽存在，太陽能電池就可以一次投資而長(zhǎng)期使用；與火力發(fā)電、核能發(fā)電相比，太陽能電池不會(huì)引起環(huán)境污染；太陽能電池可以大中小并舉，大到百萬千瓦的中型電站，小到只供一戶用的太陽能電池組，這是其它電源無法比擬的 電池板原料：玻璃，eva，電池片、鋁合金殼、包錫銅片、不銹鋼支架、蓄電池等 太陽能熱水器把太陽光能轉(zhuǎn)化為熱能，將水從低溫度加熱到高溫度，以滿足人們?cè)谏睢⑸a(chǎn)中的熱水使用。太陽能熱水器是由集熱管、儲(chǔ)水箱及相關(guān)附件組成，把太陽能轉(zhuǎn)換成熱能主要依靠集熱管。集熱器受陽光照射面溫度高，集熱管背陽面溫度低，而管內(nèi)水便產(chǎn)生溫差反應(yīng)，利用熱水上浮冷水下沉的原理，使水產(chǎn)生微循環(huán)而達(dá)到所需熱水。 太陽能電池板和太陽能熱水器工作原理相差較遠(yuǎn)，唯一相同的是都吸收太陽能 簡(jiǎn)單的材料太陽能熱水器工作原理 ：真空管集熱器是在玻璃壁與吸熱體之間抽成一定的真空度，以抑制空氣的對(duì)流和傳導(dǎo)熱損。吸熱體表面鍍上一種特殊的涂層代替黑色的吸熱板，還可抑制吸熱體的輻射熱損。因此，真空管集熱器具有比普通平板型集熱器更優(yōu)良的熱性能。在高溫和低溫環(huán)境下均有較高的集熱效率。真空管集熱器按其材料結(jié)構(gòu)可分為全玻璃型和金屬吸熱體型兩大類。其中全玻璃真空太陽能集熱管具有透過率和吸收率高、熱反射率低、對(duì)流熱損小以及全年使用時(shí)間長(zhǎng)等優(yōu)良特性，同時(shí)制造工藝簡(jiǎn)便，技術(shù)成熟可靠，成本較低，全玻璃真空管熱水器的使用日益廣泛。
太陽能電池發(fā)電原理: 太陽電池是一種對(duì)光有響應(yīng)并能將光能轉(zhuǎn)換成電力的器件。能產(chǎn)生光伏效應(yīng)的材料有許多種，如：?jiǎn)尉Ч?，多晶硅?非晶硅，砷化鎵，硒銦銅等。它們的發(fā)電原理基本相同，現(xiàn)已晶體硅為例描述光發(fā)電過程。 P型晶體硅經(jīng)過摻雜磷可得N型硅，形成P-N結(jié)。 當(dāng)光線照射太陽電池表面時(shí)，一部分光子被硅材料吸收;光子的能量傳遞給了硅原子，使電子發(fā)生了越遷，成為自由電子在P-N結(jié)兩側(cè)集聚形成了電位差，當(dāng)外部接通電路時(shí)，在該電壓的作用下，將會(huì)有電流流過外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。這個(gè)過程的的實(shí)質(zhì)是：光子能量轉(zhuǎn)換成電能的過程。 晶體硅太陽電池的制作過程: "硅"是我們這個(gè)星球上儲(chǔ)藏最豐富的材料之一。自從上個(gè)世紀(jì)科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了晶體硅的半導(dǎo)體特性后，它幾乎改變了一切，甚至人類的思維，20世紀(jì)末，我們的生活中處處可見"硅"的身影和作用,晶體硅太陽電池是近15年來形成產(chǎn)業(yè)化最快的。生產(chǎn)過程大致可分為五個(gè)步驟:a)提純過程 b)拉棒過程 c)切片過程 d)制電池過程 e)封裝過程. 太陽電池的應(yīng)用: 上世紀(jì)60年代，科學(xué)家們就已經(jīng)將太陽電池應(yīng)用于空間技術(shù)－－－－-通信衛(wèi)星供電，上世紀(jì)末，在人類不斷自我反省的過程中，對(duì)于光伏發(fā)電這種如此清潔和直接的能源形式已愈加親切，不僅在空間應(yīng)用，在眾多領(lǐng)域中也大顯身手。如：太陽能庭院燈，太陽能發(fā)電戶用系統(tǒng),村寨供電的獨(dú)立系統(tǒng)，光伏水泵（飲水或灌溉）,通信電源，石油輸油管道陰極保護(hù)，光纜通信泵站電源,海水淡化系統(tǒng)，城鎮(zhèn)中路標(biāo)、高速公路路標(biāo)等。在世紀(jì)之交前后期間，歐美等先進(jìn)國(guó)家光伏發(fā)電并入城市用電系統(tǒng)及邊遠(yuǎn)地區(qū)自然村落供電系統(tǒng)納入發(fā)展方向。太陽電池與建筑系統(tǒng)的結(jié)合已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)化趨勢(shì)。 太陽電池基本性質(zhì): a） 光電轉(zhuǎn)換效率η％:評(píng)估太陽電池好壞的重要因素。 目前：實(shí)驗(yàn)室η≈24％，產(chǎn)業(yè)化：η≈15％。 b）單體電池電壓V：0.4V－－-0.6V 由材料物理特性決定。 c）填充因子FF％：評(píng)估太陽電池負(fù)載能力的重要因素。其中：Isc－－短路電流, Voc－－開路電壓, Im－－最佳工作電流, Vm－－最佳工作電壓; d）標(biāo)準(zhǔn)光強(qiáng)與環(huán)境溫度 地面：AM1.5光譜,1000W/m2,t=25℃; e）溫度對(duì)電池性質(zhì)的影響 。 例如：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，AM1.5光強(qiáng)， t=25℃ 某電池板輸出功率測(cè)得為100Wp，如果電池溫度升高至45℃時(shí)，則電池板輸出功率就不到100Wp. 太陽能"光—電轉(zhuǎn)換"： 一束光照在半導(dǎo)體上和照在金屬或絕緣體上效果截然不同。由于金屬中自由電子如此之多，以致光引起的導(dǎo)電性能的變化完全可忽略。絕緣體在很高溫度下仍未能激發(fā)出更多的電子參加導(dǎo)電。而導(dǎo)電性能介于金屬和絕緣體之間的半導(dǎo)體對(duì)體內(nèi)電子的束縛力遠(yuǎn)小于絕緣體，可見光的光子能量就可以把它從束縛激發(fā)到自由導(dǎo)電狀態(tài)，這就是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。當(dāng)半導(dǎo)體內(nèi)局部區(qū)域存在電場(chǎng)時(shí)，光生載流子將會(huì)積累，和沒有電場(chǎng)時(shí)有很大區(qū)別，電場(chǎng)的兩側(cè)由于電荷積累將產(chǎn)生光電電壓，這就是光生伏特效應(yīng)，簡(jiǎn)稱光伏效應(yīng)。太陽電池就是利用這種效應(yīng)制成的。 當(dāng)太陽光照射到半導(dǎo)體上時(shí)，其中一部分被表面反射掉，其余部分被半導(dǎo)體吸收或透過。被吸收的光，當(dāng)然有一些變成熱，另一些光子則同組成半導(dǎo)體的原子價(jià)電子碰撞，于是產(chǎn)生電子—空穴對(duì)。這樣，光能就以產(chǎn)生電子—空穴對(duì)的形式轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?、如果半?dǎo)體內(nèi)存在P—n結(jié)，則在P型和n型交界面兩邊形成勢(shì)壘電場(chǎng)，能將電子驅(qū)向n區(qū)，空穴驅(qū)向P區(qū)，從而使得n區(qū)有過剩的電子，P區(qū)有過剩的空穴，在P—n結(jié)附近形成與勢(shì)壘電場(chǎng)方向相反光的生電場(chǎng)。光生電場(chǎng)的一部分除抵銷勢(shì)壘電場(chǎng)外，還使P型層帶正電，n型層帶負(fù)電，在n區(qū)與p區(qū)之間的薄層產(chǎn)生所謂光生伏打電動(dòng)勢(shì)。若分別在P型層和n型層焊上金屬引線，接通負(fù)載，則外電路便有電流通過。如此形成的一個(gè)個(gè)電池元件，把它們串聯(lián)、并聯(lián)起來，就能產(chǎn)生一定的電壓和電流，輸出功率。 制造太陽電池的半導(dǎo)體材料已知的有十幾種，因此太陽電池的種類也很多。目前，技術(shù)最成熟，并具有商業(yè)價(jià)值的太陽電池要算硅太陽電池。所以，將入射太陽光能轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件稱為太陽能電池。它一般由兩種不同導(dǎo)電類型的同質(zhì)或異質(zhì)半導(dǎo)體構(gòu)成。目前，在空間或地面獲得應(yīng)用的只有硅電池，研究得比較成熟的還有砷化鎵電池、硫化鎘電池。硅太陽能電池是1954年由美國(guó)皮爾遜等人首次制成，1958年首次應(yīng)用在“先鋒1號(hào)”衛(wèi)星上。1958年，我國(guó)亦開始研究太陽能電池，在1971年3月發(fā)射的科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星上首次應(yīng)用，隨著硅電池制造成本的逐年降低和技術(shù)的日益成熟，太陽能電池必將獲得更廣泛的應(yīng)用。

6，太陽能電池的工作原理

原理：太陽光照在半導(dǎo)體p-n結(jié)上，形成新的空穴-電子對(duì)，在p-n結(jié)內(nèi)建電場(chǎng)的作用下，光生空穴流向p區(qū)，光生電子流向n區(qū)，接通電路后就產(chǎn)生電流。這就是光電效應(yīng)太陽能電池的工作原理。太陽能發(fā)電有兩種方式，一種是光—熱—電轉(zhuǎn)換方式，另一種是光—電直接轉(zhuǎn)換方式。光—熱—電轉(zhuǎn)換：光—熱—電轉(zhuǎn)換方式通過利用太陽輻射產(chǎn)生的熱能發(fā)電，一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉(zhuǎn)換成工質(zhì)的蒸氣，再驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。前一個(gè)過程是光—熱轉(zhuǎn)換過程；后一個(gè)過程是熱—電轉(zhuǎn)換過程，與普通的火力發(fā)電一樣。太陽能熱發(fā)電的缺點(diǎn)是效率很低而成本很高，估計(jì)它的投資至少要比普通火電站貴5～10倍。一座1000MW的太陽能熱電站需要投資20～25億美元，平均1kW的投資為2000～2500美元。因此，只能小規(guī)模地應(yīng)用于特殊的場(chǎng)合，而大規(guī)模利用在經(jīng)濟(jì)上很不合算，還不能與普通的火電站或核電站相競(jìng)爭(zhēng)。光—電直接轉(zhuǎn)換：太陽能電池發(fā)電是根據(jù)特定材料的光電性質(zhì)制成的。黑體(如太陽)輻射出不同波長(zhǎng)(對(duì)應(yīng)于不同頻率)的電磁波， 如紅外線、紫外線、可見光等等。當(dāng)這些射線照射在不同導(dǎo)體或半導(dǎo)體上，光子與導(dǎo)體或半導(dǎo)體中的自由電子作用產(chǎn)生電流。射線的波長(zhǎng)越短，頻率越高，所具有的能量就越高，例如紫外線所具有的能量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于紅外線。但是并非所有波長(zhǎng)的射線的能量都能轉(zhuǎn)化為電能，值得注意的是光電效應(yīng)于射線的強(qiáng)度大小無關(guān)，只有頻率達(dá)到或超越可產(chǎn)生光電效應(yīng)的閾值時(shí)，電流才能產(chǎn)生。能夠使半導(dǎo)體產(chǎn)生光電效應(yīng)的光的最大波長(zhǎng)同該半導(dǎo)體的禁帶寬度相關(guān)，譬如晶體硅的禁帶寬度在室溫下約為1.155eV，因此必須波長(zhǎng)小于1100nm的光線才可以使晶體硅產(chǎn)生光電效應(yīng)。太陽電池發(fā)電是一種可再生的環(huán)保發(fā)電方式，發(fā)電過程中不會(huì)產(chǎn)生二氧化碳等溫室氣體，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。按照制作材料分為硅基半導(dǎo)體電池、CdTe薄膜電池、CIGS薄膜電池、染料敏化薄膜電池、有機(jī)材料電池等。其中硅電池又分為單晶電池、多晶電池和無定形硅薄膜電池等。對(duì)于太陽電池來說最重要的參數(shù)是轉(zhuǎn)換效率，在實(shí)驗(yàn)室所研發(fā)的硅基太陽能電池中，單晶硅電池效率為25.0%，多晶硅電池效率為20.4%，CIGS薄膜電池效率達(dá)19.6%，CdTe薄膜電池效率達(dá)16.7%，非晶硅（無定形硅）薄膜電池的效率為10.1%太陽電池是一種可以將能量轉(zhuǎn)換的光電元件，其基本構(gòu)造是運(yùn)用P型與N型半導(dǎo)體接合而成的。半導(dǎo)體最基本的材料是“硅”，它是不導(dǎo)電的，但如果在半導(dǎo)體中摻入不同的雜質(zhì)，就可以做成P型與N型半導(dǎo)體，再利用P型半導(dǎo)體有個(gè)空穴(P型半導(dǎo)體少了一個(gè)帶負(fù)電荷的電子，可視為多了一個(gè)正電荷)。與N型半導(dǎo)體多了一個(gè)自由電子的電位差來產(chǎn)生電流，所以當(dāng)太陽光照射時(shí)，光能將硅原子中的電子激發(fā)出來，而產(chǎn)生電子和空穴的對(duì)流，這些電子和空穴均會(huì)受到內(nèi)建電位的影響，分別被N型及P型半導(dǎo)體吸引，而聚集在兩端。此時(shí)外部如果用電極連接起來，形成一個(gè)回路，這就是太陽電池發(fā)電的原理。簡(jiǎn)單的說，太陽光電的發(fā)電原理，是利用太陽電池吸收0.4μm～1.1μm波長(zhǎng)(針對(duì)硅晶)的太陽光，將光能直接轉(zhuǎn)變成電能輸出的一種發(fā)電方式。擴(kuò)展資料：太陽能電池的基本特性有太陽能電池的極性、太陽電池的性能參數(shù)、太陽能電環(huán)保電池的伏安特性三個(gè)基本特性。具體解釋如下1、太陽能電池的極性硅太陽能電池的一般制成P+/N型結(jié)構(gòu)或N+/P型結(jié)構(gòu)，P+和N+，表示太陽能電池正面光照層半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型;N和P，表示太陽能電池背面襯底半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型。太陽能電池的電性能與制造電池所用半導(dǎo)體材料的特性有關(guān)。2、太陽電池的性能參數(shù)太陽電池的性能參數(shù)由開路電壓、短路電流、最大輸出功率、填充因子、轉(zhuǎn)換效率等組成。這些參數(shù)是衡量太陽能電池性能好壞的標(biāo)志。3　太陽能電池的伏安特性P-N結(jié)太陽能電池包含一個(gè)形成于表面的淺P-N結(jié)、一個(gè)條狀及指狀的正面歐姆接觸、一個(gè)涵蓋整個(gè)背部表面的背面歐姆接觸以及一層在正面的抗反射層。當(dāng)電池暴露于太陽光譜時(shí)，能量小于禁帶寬度Eg的光子對(duì)電池輸出并無貢獻(xiàn)。能量大于禁帶寬度Eg的光子才會(huì)對(duì)電池輸出貢獻(xiàn)能量Eg，小于Eg的能量則會(huì)以熱的形式消耗掉。因此，在太陽能電池的設(shè)計(jì)和制造過程中，必須考慮這部分熱量對(duì)電池穩(wěn)定性、壽命等的影響。參考資料：百度百科-----太陽能電池
太陽能電池的工作原理:太陽能電池是一對(duì)光有響應(yīng)并能將光能轉(zhuǎn)換成電力的器件。能產(chǎn)生光伏效應(yīng)的材料有許多種，如：?jiǎn)尉Ч?，多晶硅，非晶硅，砷化鎵，硒銦銅等。它們的發(fā)電原理基本相同，以晶體為例描述光發(fā)電過程。P型晶體硅經(jīng)過摻雜磷可得N型硅，形成P－N結(jié)。 當(dāng)光線照射太陽能電池表面時(shí)，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量傳遞給了硅原子，使電子發(fā)生了越遷，成為自由電子在P－N結(jié)兩側(cè)集聚形成了電位差，當(dāng)外部接通電路時(shí)，在該電壓的作用下，將會(huì)有電流流過外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。這個(gè)過程的實(shí)質(zhì)是：光子能量轉(zhuǎn)換成電能的過程太陽電池能量轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)是結(jié)的光生伏特效應(yīng)。當(dāng)光照射到pn結(jié)上時(shí)，產(chǎn)生電子一空穴對(duì)，在半導(dǎo)體內(nèi)部結(jié)附近生成的載流子沒有被復(fù)合而到達(dá)空間電荷區(qū)，受內(nèi)建電場(chǎng)的吸引，電子流入n區(qū)，空穴流入p區(qū)，結(jié)果使n區(qū)儲(chǔ)存了過剩的電子，p區(qū)有過剩的空穴。它們?cè)趐n結(jié)附近形成與勢(shì)壘方向相反的光生電場(chǎng)。光生電場(chǎng)除了部分抵消勢(shì)壘電場(chǎng)的作用外，還使p區(qū)帶正電，N區(qū)帶負(fù)電，在N區(qū)和P區(qū)之間的薄層就產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這就是光生伏特效應(yīng)。此時(shí)，如果將外電路短路，則外電路中就有與入射光能量成正比的光電流流過，這個(gè)電流稱作短路電流，另一方面，若將PN結(jié)兩端開路，則由于電子和空穴分別流入N區(qū)和P區(qū)，使N區(qū)的費(fèi)米能級(jí)比P區(qū)的費(fèi)米能級(jí)高，在這兩個(gè)費(fèi)米能級(jí)之間就產(chǎn)生了電位差?？梢詼y(cè)得這個(gè)值，并稱為開路電壓。由于此時(shí)結(jié)處于正向偏置，因此，上述短路光電流和二極管的正向電流相等，并由此可以決定電位差的值。
光照射時(shí)電子發(fā)生定向移動(dòng)，在兩端產(chǎn)生電位差。載流子與截流子的相互運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生。
太陽能電池工作原理電池的構(gòu)造 以前，從電的角度來看，我們所用的硅都是中性的。多余的電子被磷中多余的質(zhì)子所中和。缺失電子（空穴）由硼中缺失質(zhì)子所中和。當(dāng)空穴和電子在N型硅和P型硅的交界處混合時(shí)，中性就被破壞了。所有自由電子會(huì)填充所有空穴嗎？不會(huì)。如果是這樣，那么整個(gè)準(zhǔn)備工作就沒有什么意義了。不過，在交界處，它們確實(shí)會(huì)混合形成一道屏障，使得N側(cè)的電子越來越難以抵達(dá)P側(cè)。最終會(huì)達(dá)到平衡狀態(tài)，這樣我們就有了一個(gè)將兩側(cè)分開的電場(chǎng)。光伏電池中的電場(chǎng)效應(yīng) 這個(gè)電場(chǎng)相當(dāng)于一個(gè)二極管，允許（甚至推動(dòng)）電子從P側(cè)流向N側(cè)，而不是相反。它就像一座山——電子可以輕松地滑下山頭（到達(dá)N側(cè)），卻不能向上攀升（到達(dá)P側(cè)）。 這樣，我們就得到了一個(gè)作用相當(dāng)于二極管的電場(chǎng)，其中的電子只能向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。讓我們來看一下在太陽光照射電池時(shí)會(huì)發(fā)生什么。 當(dāng)光以光子的形式撞擊太陽能電池時(shí)，其能量會(huì)使電子空穴對(duì)釋放出來。 每個(gè)攜帶足夠能量的光子通常會(huì)正好釋放一個(gè)電子，從而產(chǎn)生一個(gè)自由的空穴。如果這發(fā)生在離電場(chǎng)足夠近的位置，或者自由電子和自由空穴正好在它的影響范圍之內(nèi)，則電場(chǎng)會(huì)將電子送到N側(cè)，將空穴送到P側(cè)。這會(huì)導(dǎo)致電中性進(jìn)一步被破壞，如果我們提供一個(gè)外部電流通路，則電子會(huì)經(jīng)過該通路，流向它們的原始側(cè)（P側(cè)），在那里與電場(chǎng)發(fā)送的空穴合并，并在流動(dòng)的過程中做功。電子流動(dòng)提供電流，電池的電場(chǎng)產(chǎn)生電壓。有了電流和電壓，我們就有了功率，它是二者的乘積。 光伏電池的工作原理 我們的光伏電池可以吸收多少太陽光的能量？遺憾的是，此處介紹的簡(jiǎn)易電池對(duì)太陽光能量的吸收率至多為25%左右，通常的吸收率是15%或更低。為什么吸收率會(huì)這么低？ 可見光只是電磁頻譜的一部分。電磁輻射不是單頻的——它由一系列不同波長(zhǎng)（進(jìn)而產(chǎn)生的一系列能級(jí)）組成。（有關(guān)電磁頻譜的詳細(xì)介紹，請(qǐng)參閱狹義相對(duì)論基本原理。） 光可分為不同波長(zhǎng)，我們可以通過彩虹看出這一點(diǎn)。由于射到電池的光的光子能量范圍很廣，因此有些光子沒有足夠的能量來形成電子空穴對(duì)。它們只是穿過電池，就像電池是透明的一樣。但其他一些光子的能量卻很強(qiáng)。只有達(dá)到一定的能量 -- 單位為電子伏特（eV），由電池材料（對(duì)于晶體硅，約為1.1eV）決定——才能使電子逸出。我們將這個(gè)能量值稱為材料的帶隙能量。如果光子的能量比所需的能量多，則多余的能量會(huì)損失掉（除非光子的能量是所需能量的兩倍，并且可以創(chuàng)建多組電子空穴對(duì)，但這種效應(yīng)并不重要）。僅這兩種效應(yīng)就會(huì)造成電池中70%左右的輻射能損失。 為何我們不選擇一種帶隙很低的材料，以便利用更多的光子？遺憾的是，帶隙還決定了電場(chǎng)強(qiáng)度（電壓），如果帶隙過低，那么在增大電流（通過吸收更多電子）的同時(shí)，也會(huì)損失一定的電壓。請(qǐng)記住，功率是電壓和電流的乘積。最優(yōu)帶隙能量必須能平衡這兩種效應(yīng)，對(duì)于由單一材料制成的電池，這個(gè)值約為1.4電子伏特。 我們還有其他能量損失。電子必須通過外部電路從電池的一側(cè)流到另一側(cè)。我們可以在電池底部鍍上一層金屬，以保證良好的導(dǎo)電性。但如果我們將電池頂部完全鍍上金屬，光子將無法穿過不透光導(dǎo)體，這樣就會(huì)喪失所有電流（在某些電池中，只有上表面而非所有位置使用了透明導(dǎo)體）。如果我們只在電池的兩側(cè)設(shè)置觸點(diǎn)，則電子需要經(jīng)過很長(zhǎng)一段距離（對(duì)于電子而言）才能抵達(dá)接觸點(diǎn)。要知道，硅是半導(dǎo)體，它傳輸電流的性能沒有金屬那么好。它的內(nèi)部電阻（稱為串聯(lián)電阻）相當(dāng)高，而高電阻意味著高損耗。為了最大限度地降低這些損耗，電池上覆有金屬接觸網(wǎng)，它可縮短電子移動(dòng)的距離，同時(shí)只覆蓋電池表面的一小部分。即使是這樣，有些光子也會(huì)被網(wǎng)格阻止，網(wǎng)格不能太小，否則它自身的電阻就會(huì)過高。 在實(shí)際使用電池之前，還要執(zhí)行其他幾個(gè)步驟。硅是一種有光澤的材料，這意味著它的反射性能很好。被反射的光子不能被電池利用。出于這個(gè)原因，在電池頂部采用抗反射涂層，可將反射損失降低到5%以下。 最后一步是安裝玻璃蓋板，用來將電池與元件分開，以保護(hù)電池。光伏模塊由多塊電池（通常是36塊）串聯(lián)和并聯(lián)而成，以提供可用的電壓和電流等級(jí)，這些電池放在一個(gè)堅(jiān)固的框架中，后部分別引出正極端子和負(fù)極端子，并用玻璃蓋板封上。 普通硅光伏電池的基本結(jié)構(gòu) 單晶硅并非光伏電池中使用的唯一材料。電池材料中還采用了多晶硅，盡管這樣生產(chǎn)出來的電池不如單晶硅電池的效率高，但可以降低成本。此外，還采用了沒有晶體結(jié)構(gòu)的非晶硅，這樣做同樣是為了降低成本。使用的其他材料還包括砷化鎵、硒化銦銅和碲化鎘。由于不同材料的帶隙不同，因此它們似乎針對(duì)不同的波長(zhǎng)或不同能量的光子進(jìn)行了“調(diào)諧”。一種提高效率的方法是使用兩層或者多層具有不同帶隙的不同材料。帶隙較高的材料放在表面，吸收較高能量的光子；而帶隙較低的材料放在下方，吸收較低能量的光子。這項(xiàng)技術(shù)可大大提高效率。這樣的電池稱為多接面電池，它們可以有多個(gè)電場(chǎng)。
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