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光伏組件選型

太陽光伏電池是把太陽的光能直接轉(zhuǎn)化為電能的基本單元，電池通過組合形成電池組件，電池的光伏性能決定了電池組件的發(fā)電特性，電池組件是光伏電站的基本發(fā)電設(shè)備。 從第一塊光伏電池問世到現(xiàn)在，太陽光伏發(fā)電技術(shù)不斷發(fā)展，電池種類眾多，性能各異。光伏發(fā)電系統(tǒng)太陽電池有多種類型，一般分為三類：晶體硅太陽電池、薄膜太陽電池和聚光太陽電池。

1.晶體硅太陽電池

晶體硅太陽電池包括單晶硅太陽電池、多晶硅太陽電池、帶狀硅太陽電池、球狀多晶硅太陽電池，而單晶硅和多晶硅電池是目前市場上的主流產(chǎn)品。 單晶硅太陽電池以高純的單晶硅棒為原料，是當(dāng)前開發(fā)很快的一種太陽電池，它的結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝已定型，產(chǎn)品已廣泛用于空間和地面。為了降低生產(chǎn)成本，現(xiàn)在地面應(yīng)用的太陽電池大多采用太陽能級的單晶硅棒，材料性能指標(biāo)有所放寬，也可使用半導(dǎo)體器件加工的頭尾料和廢次單晶硅材料，經(jīng)過復(fù)拉制成太陽電池專用的單晶硅棒。 單晶硅太陽電池片的光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)15%～18%，試驗室中的轉(zhuǎn)換效率甚至更高。單晶硅太陽電池的單體片制成后，經(jīng)過抽查檢驗，即可按需要的規(guī)格組裝成光伏電池組件，用串聯(lián)和并聯(lián)的方法構(gòu)成一定的輸出電壓和電流，單晶硅光伏組件的轉(zhuǎn)換效率一般在14～17%。雖然單晶硅太陽電池轉(zhuǎn)換效率高，但由于原材料的原因，電池片存在倒角，使得有效發(fā)電面積減小。單晶硅光伏電池組件更適合于建設(shè)場地面積有限而對工程發(fā)電功率要求高的發(fā)電項目，即通過提高電池組件的效率來實現(xiàn)整個工程的發(fā)電容量。另外，根據(jù)試驗室和工程中的測試數(shù)據(jù)，單晶硅太陽電池在工程投產(chǎn)的前期，功率衰減較多晶硅太陽電池快。

多晶硅太陽電池使用的多晶硅材料，多半是含有大量單晶顆粒的集合體，或用廢次單晶硅材料和冶金級硅材料熔化澆鑄而成，然后注入石墨鑄模中，待慢慢凝固冷卻后，即得多晶硅錠。這種硅錠可鑄成立方體，以便切片加工成方形太陽電池片，可提高材料利用率和方便組裝。多晶硅太陽電池的制作工藝與單晶硅太陽電池差不多，多晶硅太陽電池片的光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)12%～17%，多晶硅太陽組件的轉(zhuǎn)換效率一般在13%～16%，稍低于單晶硅太陽電池，但其材料制造簡便，電耗低，總的生產(chǎn)成本較低，組件價格相對于單晶硅太陽電池組件便宜，因此得到廣泛應(yīng)用，尤其適合土地資源豐富地區(qū)的工程大面積應(yīng)用。

 2.薄膜太陽電池

薄膜太陽電池包括硅薄膜太陽電池（非晶硅、微晶硅、納米晶硅等）、多元化合物薄膜太陽電池（硫化鎘、硒銦銅、碲化鎘、砷化鎵、磷化銦、銅銦鎵硒等）、染料敏化薄膜太陽電池、有機(jī)薄膜太陽電池等。 非晶硅薄膜太陽電池與單晶硅和多晶硅太陽電池的制作方法完全不同，硅材料消耗很少，生產(chǎn)電耗更低，規(guī)模生產(chǎn)前景很好。非晶硅太陽電池很薄，可以制成疊層式，或采用集成電路的方法制造，在一個平面上，用適當(dāng)?shù)难谀９に?，一次制作多個串聯(lián)電池，以獲得較高的電壓。目前非晶硅太陽電池光電轉(zhuǎn)換效率一般能達(dá)到10-12%，電池組件的系統(tǒng)效率一般為5%-8%。 多元化合物太陽電池指不是用單一元素半導(dǎo)體材料制成的太陽電池。現(xiàn)在各國研究的品種繁多，除碲化鎘、硒銦銅、銅銦鎵硒薄膜太陽電池在國外有規(guī)模生產(chǎn)外，組件的效率在9%-12%，其他多數(shù)尚未形成產(chǎn)業(yè)化。 有機(jī)太陽電池以其材料來源廣泛，制作成本低廉，耗能少，可彎曲，易于大規(guī)模生產(chǎn)等突出優(yōu)勢顯示了其巨大開發(fā)潛力，但目前的光電轉(zhuǎn)換效率較低，沒有形成產(chǎn)業(yè)化。 染料敏化納米薄膜太陽電池的性能主要是由納米多孔TiO2薄膜、染料光敏化劑、電解質(zhì)、反電極(光陰極)等幾個主要部分決定的。通過優(yōu)化電池各項關(guān)鍵技術(shù)和材料的性能,并通過小面積的系列實驗和優(yōu)化組合實驗來檢測各項參數(shù)對電池性能的影響,光電轉(zhuǎn)換效率最高可達(dá)9%，沒有形成產(chǎn)業(yè)化。

非晶薄膜太陽電池除了薄膜厚度非常薄、只需少量的原料等因素而使得電池組件的價格較晶體硅太陽電池便宜外，其弱光發(fā)電性能和功率溫度系數(shù)較晶體硅太陽電池好，相比晶體硅電池同等條件下可多發(fā)電。根據(jù)目前世界各國薄膜太陽電池的應(yīng)用情況來看，薄膜太陽電池為主流產(chǎn)品尤其在土地資源豐富地區(qū)的工程上得到了廣泛應(yīng)用。