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光伏組件選型

太陽(yáng)光伏電池是把太陽(yáng)的光能直接轉(zhuǎn)化為電能的基本單元，電池通過(guò)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(wèn)世到現(xiàn)在，太陽(yáng)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(yáng)電池有多種類型，一般分為三類：晶體硅太陽(yáng)電池、薄膜太陽(yáng)電池和聚光太陽(yáng)電池。

1.晶體硅太陽(yáng)電池

晶體硅太陽(yáng)電池包括單晶硅太陽(yáng)電池、多晶硅太陽(yáng)電池、帶狀硅太陽(yáng)電池、球狀多晶硅太陽(yáng)電池，而單晶硅和多晶硅電池是目前市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品。 單晶硅太陽(yáng)電池以高純的單晶硅棒為原料，是當(dāng)前開(kāi)發(fā)很快的一種太陽(yáng)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(yáng)電池大多采用太陽(yáng)能級(jí)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(guò)復(fù)拉制成太陽(yáng)電池專用的單晶硅棒。 單晶硅太陽(yáng)電池片的光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)15%～18%，試驗(yàn)室中的轉(zhuǎn)換效率甚至更高。單晶硅太陽(yáng)電池的單體片制成后，經(jīng)過(guò)抽查檢驗(yàn)，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(yáng)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(chǎng)地面積有限而對(duì)工程發(fā)電功率要求高的發(fā)電項(xiàng)目，即通過(guò)提高電池組件的效率來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)工程的發(fā)電容量。另外，根據(jù)試驗(yàn)室和工程中的測(cè)試數(shù)據(jù)，單晶硅太陽(yáng)電池在工程投產(chǎn)的前期，功率衰減較多晶硅太陽(yáng)電池快。

多晶硅太陽(yáng)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(jí)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(yáng)電池片，可提高材料利用率和方便組裝。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，多晶硅太陽(yáng)電池片的光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)12%～17%，多晶硅太陽(yáng)組件的轉(zhuǎn)換效率一般在13%～16%，稍低于單晶硅太陽(yáng)電池，但其材料制造簡(jiǎn)便，電耗低，總的生產(chǎn)成本較低，組件價(jià)格相對(duì)于單晶硅太陽(yáng)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(yáng)電池

薄膜太陽(yáng)電池包括硅薄膜太陽(yáng)電池（非晶硅、微晶硅、納米晶硅等）、多元化合物薄膜太陽(yáng)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(yáng)電池、有機(jī)薄膜太陽(yáng)電池等。 非晶硅薄膜太陽(yáng)電池與單晶硅和多晶硅太陽(yáng)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(yáng)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(gè)平面上，用適當(dāng)?shù)难谀９に嚕淮沃谱鞫鄠€(gè)串聯(lián)電池，以獲得較高的電壓。目前非晶硅太陽(yáng)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(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。現(xiàn)在各國(guó)研究的品種繁多，除碲化鎘、硒銦銅、銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)電池在國(guó)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(yáng)電池以其材料來(lái)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(shì)顯示了其巨大開(kāi)發(fā)潛力，但目前的光電轉(zhuǎn)換效率較低，沒(méi)有形成產(chǎn)業(yè)化。 染料敏化納米薄膜太陽(yáng)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(gè)主要部分決定的。通過(guò)優(yōu)化電池各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)和材料的性能,并通過(guò)小面積的系列實(shí)驗(yàn)和優(yōu)化組合實(shí)驗(yàn)來(lái)檢測(cè)各項(xiàng)參數(shù)對(duì)電池性能的影響,光電轉(zhuǎn)換效率最高可達(dá)9%，沒(méi)有形成產(chǎn)業(yè)化。

非晶薄膜太陽(yáng)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(jià)格較晶體硅太陽(yáng)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(yáng)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(guó)薄膜太陽(yáng)電池的應(yīng)用情況來(lái)看，薄膜太陽(yáng)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。