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单晶硅光伏发电原理?
太阳能电池是一种对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种,如:单晶硅,多晶硅,非晶硅,砷化镓,硒铟铜等。它们的发电原理基本相同,现以晶体硅为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅,形成P-N结。
当光线照射太阳电池表面时,一部分光子被硅材料吸收;光子的能量传递给了硅原子,使电子发生了越迁,成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差,当外部接通电路时,在该电压的作用下,将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质是:光子能量转换成电能的过程。
硅太阳能电池分类
硅太阳能电池是以硅为基体材料的太阳能电池。按硅片厚度的不同,可分为晶体硅太阳能电池和薄膜硅太阳能电池。按材料的结晶形态,晶体硅太阳能电池有单晶硅(c-Si)和多晶硅(p-Si)太阳能电池两类;薄膜硅太阳能电池分为非晶硅(a-Si)薄膜太阳能电池、微晶硅(c-Si)太阳能电池和多晶硅(p-Si)薄膜太阳能电池三种。
单晶硅太阳能电池转换效率最高,技术也最为成熟。在实验室里最高的转换效率为24.7%(理论最高光电转化效率为25%),规模生产时的效率为18%(截至2011年)。在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位,但由于单晶硅成本价格高,大幅度降低其成本很困难,为了节省硅材料,发展了多品硅薄膜和非晶硅薄膜作为单晶硅太阳能电池的替代产品。
光伏板原理?
光伏发电的主要具体原理是半导体的光电效应。光子照射到金属上时,它的能量可以被金属中某个电子全部吸收
光伏发电是怎么发明的?
世界光伏发展“简史”
每一个新事物出现的背后,都是无数个科研工作者传承与创新的结晶。了解一下光伏的发展之路。
1、法国科学家贝克雷尔的偶然发现
1839年的一天,19岁的法国科学家贝克雷尔偶然发现,光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为“光生伏特效应”,简称“光伏效应”。
2、1877年W.G.Adams和R.E.Day研究了硒(Se)的光伏效应,并制作第一片硒太阳能电池。
3、1883年美国发明家lesFritts描述了第一块硒太阳能电池的原理。
4、1904年Hallwachs发现铜与氧化亚铜(Cu/Cu2O)结合在一起具有光敏特性。
5、1918年波兰科学家Czoalski发展生长单晶硅的提拉法工艺。
6、1921年,德国物理学家爱因斯坦发表关于光电效应的论文。他因9为“对理论物理的贡献,特别是发现了光电效应的原理”,获得诺贝尔物理学奖。
7、1932年Audobert和Stora发现硫化镉(CdS)的光伏现象。
8、1941年奥尔在硅上发现光伏效应。
9、1954年美国贝尔实验室三位科学家的光电转化实验,对太阳电池的实际应用起到决定性作用。1954年,美国科学家恰宾和皮尔松,在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池,虽然这块电池的光电转化效率仅为6%,但在当时足以引起科学界的关注。他们关于单晶硅太阳电池的研制成功,在太阳能电池发展史上起到里程碑的作用。至今为止,太阳能电池的基本结构和机理没有发生改变。这块电池板的诞生,为光伏在各行业的应用奠定了基础。尤其是航空航天以及卫星技术,你不能让它们带着煤炭去太空发电吧,它们能依靠的只有光伏技术。
10、1957年Hoffman电子的单晶硅电池效率达到8%;D.M.Chapin,C.S.Fuller和G.L.Pearson获得“太阳能转换器件”专利权。
11、1960年太阳能电池第一次并网运行,标志着光伏发电正式进入电网,成为人们日常都可以使用的电能。
在美国的带领下,一众国家开始了自己的太阳光伏屋顶计划。
12、1963年Sharp公司成功生产光伏电池组件;日本在一个灯塔安装242W光伏电池阵列,在当时是世界最大的光伏电池阵列。
13、1977年世界光伏电池超过500KW;世界上第一个非晶硅(a-Si)太阳能电池制成。
14、随着现代工业的发展,20世纪80年代后,太阳能电池的种类不断增多、应用范围日益广阔、市场规模也逐步扩大。
15、20世纪90年代后期,世界光伏发展规模增长。1999年光伏组件生产达到200兆瓦。商品化电池效率从10%~13%提高到13%~15%,生产规模从1~5兆瓦/年发展到5~25兆瓦/年,并正在向50兆瓦甚至100兆瓦扩大。16、2003年世界太阳能电池年产量超过760MW;德国的LFC晶体硅太阳能电池效率达到20%。
17、美国是最早制定光伏发电发展规划的国家。
盐光互补光伏发电原理?
利用盐湖中的钾、镁等元素,将其溶解在水中,形成盐水电池。在阳光的照射下,光伏电池板会产生电能,将电能输送到盐水电池中,使其发生化学反应,产生电能。
光电发电原理?
光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。光子照射到金属上时,它的能量可以被金属中某个电子全部吸收,电子吸收的能量足够大,能克服金属内部引力做功,离开金属表面逃逸出来,成为光电子。
硅原子有4个外层电子,如果在纯硅中掺入有5个外层电子的原子如磷原子,就成为N型半导体;若在纯硅中掺入有3个外层电子的原子如硼原子,形成P型半导体。
当P型和N型结合在一起时,接触面就会形成电势差,成为太阳能电池。
当太阳光照射到P-N结后,空穴由P极区往N极区移动,电子由N极区向P极区移动,形成电流。