一、太阳电池的基本知识
太阳能电池主要是以半导体材料为基础，通过内光电效应，将太阳能转化为电能。
1.半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间。常见的半导体元素有:硅（Si)、锗（Ge）、硒（Se）等，常见化合物半导体有：硫化镉（CdS）、砷化镓（GaAs）等，许多有机化合物也是半导体。
2.内光电效应：当半导体的表面受到太阳光照射时，如果其中有些光子的能量的大于或等于半导体的禁带宽度，就能使电子挣脱原子核的束缚，在半导体中产生大量的电子—空穴对。（原子把电子打出金属的现象是外光电效应）
3.P型半导体：在硅晶体中掺入少量三价杂质元素（如硼），因硼原子最外层只有3个价电子，它与周围原子组成共价键时，因缺少一个电子，在晶体中便产生空位，当相邻共价键上的电子受到热源振动或在其他激发条件下获得能量就有可能补充这个空位，硼原子便形成了不能移动的负离子，原来硅原子的共价键就会缺少一个电子，形成空穴。
4.N型半导体：在硅晶体中掺入少量五价杂质元素（如磷），因磷原子最外层有5个价电子，它与周围原子组成共价键时，因多一个电子，在晶体中便产生一个多余的电子。多余的电子容易受热激发而挣脱共价键的束缚而成为自由电子，自由电子移动后，在磷原子的位置便留下了一个不能移动的正离子。
P型半导体N型半导体
5.PN结：在P型半导体中有许多带正电荷的空穴和带负电荷的电离杂质。在电场的作用下，空穴是可以移动的，而电离杂质（离子）是固定不动的。N 型半导体中有许多可动的负电子和固定的正离子。当P型和N型半导体接触时，在界面附近空穴从P型半导体向N型半导体扩散，电子从N型半导体向P型半导体扩散。空穴和电子相遇而复合，载流子消失。因此在界面附近的结区中有一段距离缺少载流子，却有分布在空间的带电的固定离子，称为空间电荷区。P 型半导体一边的空间电荷是负离子，N 型半导体一边的空间电荷是正离子。正负离子在界面附近产生电场，这电场阻止载流子进一步扩散，达到平衡。
PN结的形成
6.PN结的单向导电性：在PN结上外加一电压，如果P型一边接正极，N型一边接负极，电流便从P型一边流向N型一边，空穴和电子都向界面运动，使空间电荷区变窄，电流可以顺利通过。如果N型一边接外加电压的正极，P型一边接负极，则空穴和电子都向远离界面的方向运动，使空间电荷区变宽，电流不能流过。
6.太阳电池发电原理：照到太阳电池上的太阳光线，一部分被太阳电池上表面反射掉，另一部分被太阳电池吸收，还有少量透过太阳电池。在被太阳电池吸收的光子中，那些能量大于半导体禁带宽度的光子，可以使得半导体中原子的价电子受到激发，在P区、空间电荷区和N区都会产生光生电子—空穴对，也称光生载流子。这样形成的电子—空穴对由于热运动，向各个方向迁移。光生电子—空穴对在空间电荷区中产生后，立即被内建电场分离，光生电子被推进N区，光生空穴被推进P区。在空间电荷区边界处总的载流子浓度近似为0。在N区，光生电子—空穴对产生后，光生空穴便向P—N结边界扩散，一旦到达P—N结边界，便立即受到内建电场的作用，在电场力作用下作漂移运动，越过空间电荷区，进入P区，而光生电子（多数载流子）则被留在N区。P区中的光生电子也会向P—N 结边界扩散，并在到达P—N结边界后，同样由于受内建电场的作用而在电场力作用下作漂移运动，进入N区，而光生空穴（多数载离子）则被留在P区。因此，在P—N结两侧产生了正、负电荷的积累，形成与内建电场相反的光生电场。这个电场除了一部分抵消内建电场以外，还使P型层带正电，N层带负电，因此产生了光生电动势，这就是光生伏打效应。
太阳电池的工作原理
7.太阳电池的分类：
单晶硅、多晶硅
太硅太阳电池非晶硅、微晶硅
阳HIT电池
电单晶化合物（砷化镓GaAs）
池化合物太阳电池
多晶化合物电池（碲化镉CdTe）
8.硅太阳电池的结构：
电池结构组件结构
9.光伏组件组成结构及作用：
钢化玻璃：保护发电主体（如电池片），透光，选用是有要求的， 1.透光率必须高（一般91%以上）；2.超白钢化处理。
EVA：用来粘结固定钢化玻璃和发电主体（如电池片）。
电池片：发电
EVA：粘结封装发电主体和背板
背板：密封、绝缘、防水（般都用TPT 、TPE 等材质必须耐老化） 铝合金：保护层压件，起一定的密封、支撑作用
接线盒：保护整个发电系统，起到电流中转站的作用，如果组件短路接线盒自动
断开短路电池串，防止烧坏整个系统接线盒中最关键的是二极管的选用，根据组件内电池片的类型不同，对应的二极管也不相同
硅胶：密封作用，用来密封组件与铝合金边框、组件与接线盒交界处
二、 光伏组件基本参数
太阳电池标准测试条件：
测试条件：AM1.5，1000W/㎡， 25℃ 输出功率误差：±5% AM1.5指光谱, AM 的意思是air-mass （大气质量），就是光线通过大气的实际距离比上大气的垂直厚度。AM1.5就是光线通过大气的实际距离为大气垂直厚度的1.5倍。 1000W/㎡ 是标准测试太阳电池的光线的辐照度。
当受到光照的太阳电池接上负载时，光生电流流经负载，并在负载两端产生端压，这时可以使用一个等效电路来描述太阳电池的工作情况。图中把太阳电池看成稳定产生光电流I L 的电流源（假设光源稳定），与之并联的有一个处于正偏压下的二极管及一个并联电阻R sh ，显然，二极管的正向电流I D 和旁路电流I sh 都是靠I L 提供的，剩余的光电流经过一个串联电阻Rs 流入负载R L 。
由等效电路可得，当流入负载L R 的电流为I ，负载端压为V 时，
sh L s AkT IR V q L
sh D L R R R I e I I I I I I s )
(1)(0+-
???
? ??--=--=+
L IR V =
I L
R s
p-n 结太阳电池等效电路图
当负载L R 从0变化到无穷的时候，就可以根据上式画出太阳电池的负载特性曲线（伏安特性曲线）。曲线上的每一点称为工作点，工作点和原点的连线称为负载线，斜率为1/R L ，工作点的横坐标和纵坐标即为相应的工作电压和工作电流。若改变负载电阻L R 到达某一个特定值m R ，此时，在曲线上得到一个点M ，对应的工作电流与工作电压之积最大（m m m V I P =），我们就称这点M 为该太阳电池的最大功率点，其中，m I 为最佳工作电流，m V 为最佳工作电压，m R 为最佳负载电阻，m P 为最大输出功率。
主要参数包括：开路电压oc V ，短路电流sc I ，最佳工作电压m V ，最佳工作电流m I ，最大功率m P ，填充因子FF ，串联电阻s R ，并联电阻sh R 和电池效率η。
1. 开路电压oc V ，短路电流sc
I
的计算
测量得到的曲线与V 、I 两轴的交点即开路电压oc V ，短路电流sc I 。
2. 最佳工作电压m V ，最佳工作电流m I ，最大功率m P 的计算
一般情况下，直接求m P 会有一些麻烦。所以，可以在计算机上按照步长，求得每一点的IV P =，然后直接取其中的最大值就是m P 了。这时，该点所对应的电压和电流也就是最佳工作电压m V ，最佳工作电流m I 。
3. 填充因子FF 的计算
最大功率（m P ）与开路电压短路电流之积（sc oc I V ?）的比值就称为填充因子（FF ），图中所表示的就是四边形m m MV OI 与四边形oc sc AV OI 面积之比。
O V m
V oc I m
I sc
V
I
太阳电池负载特性曲线
sc
oc m m sc
oc m I V I V I V P FF =
=
填充因子是表征太阳电池性能的优劣的重要参数之一，它的值越高，表明太阳电池输出特性越趋于矩形，电池的光电转换效率越高。
4. 太阳电池效率η的计算
在太阳电池受到光照时，输出电功率和入射光功率之比就称为太阳电池的效率，也称为光电转换效率。
?∞
Φ?=
?=
==
0)
(λ
λ
ληd hc
A V I FF P A V I FF P A V I P A P t oc sc in
t oc
sc in
t m m in
t m
其中， t A 为太阳电池总面积（包括栅线图形面积）。考虑到栅线并不产生光电，所以可以把t A 换成有效面积a A （也称为活性面积），即扣除了栅线图形面积后的面积，同时计算得到的转换效率要高一些。?
∞
Φ=
)
(λ
λ
λd hc
P in ，为单位面
积的入射光功率。实际测量时，in P 取标准光强：AM 1.5条件，即在25℃下，
2
/100cm
mW P in =。
三、 光伏组件常用参数 电气参数：
最大输出功率Pm （Wp ）、功率误差（%）
最佳工作电压Vmp （V ）、最佳工作电流Imp （A ） 开路电压Uoc （V ）、短路电流Isc （A ） 电池片转换效率ηc （%）
最大系统电压（V ）、工作温度（℃） 最大功率温度系数Tk(Pm) 开路电压温度系数Tk(Voc) 短路电流温度系数Tk(Isc)
机械参数：
电缆线规格 断层结构 产品尺寸 产品重量 可抗风压 产品寿命
四、规格表样例
光伏组件（太阳能电池板）规格表
型号材料
峰值
功率
Pm
(watt)
峰值
电压
Vmp
(V)
峰值
电流
Imp
(A)
开路
电压
Voc
(V)
短路
电流
Isc
(A)
尺寸
(mm)
APM36M5W25x24 单晶硅 5 17.3 0.29 21.6 0.35 249x235x30 APM36P5W22x36 多晶硅 5 17.3 0.29 21.6 0.35 216x362x30 APM36M10W36x30 单晶硅10 17.2 0.58 22 0.66 359x296x30 APM36P10W29x36 多晶硅10 17.2 0.58 22 0.66 294x362x30 APM36M15W53x30 单晶硅15 17.4 0.86 21.5 0.98 528x296x30 APM36M20W34x55 单晶硅20 17.2 1.17 21.6 1.62 341x550x30 APM36P20W55x36 多晶硅20 17.2 1.17 21.6 1.62 548x358x30 APM36M25W43x55 单晶硅25 17.3 1.45 21.6 1.72 434x550x30 APM36M30W62x55 单晶硅30 17.2 1.75 21.6 1.95 622x550x30 APM36P30W41x68 多晶硅30 17.2 1.75 21.6 1.95 413x676x30 APM36M35W62x55 单晶硅35 17.3 2.02 21.5 2.3 622x550x30 APM36M40W62x55 单晶硅40 17.5 2.3 21.6 2.5 624x552x30 APM36P40W53x68 多晶硅40 17.5 2.3 21.6 2.5 530x676x30 APM36M45W81x55 单晶硅45 17.2 2.6 21.7 2.9 811x552x30 APM36M50W81x55 单晶硅50 17.3 2.9 21.5 3.2 811x552x30 APM36P50W76x68 多晶硅50 17.3 2.9 21.5 3.2 764x676x30 APM36M55W83x55 单晶硅55 17.4 3.16 21.7 3.5 830x552x30 APM36M60W119x55 单晶硅60 17.2 3.5 21.7 4 1186x552x30 APM36P60W76x68 多晶硅60 17.2 3.5 21.7 4.02 764x676x30 APM36M65W119x55 单晶硅65 17.5 3.7 21.6 3.82 1186x552x30 APM36M70W119x55 单晶硅70 17.2 4.1 21.4 4.8 1186x552x30 APM36M75W119x55 单晶硅75 16.8 4.46 21.7 5.1 1186x552x30 APM36M80W120x56 单晶硅80 17.2 4.65 21.6 5 1196x556x30 APM36P80W102x68 多晶硅80 17.2 4.65 21.6 5 1016x676x35 APM36M85W120x56 单晶硅85 17.6 4.83 22 5.3 1196x556x30 APM36M90W107x81 单晶硅90 17.6 5.1 21.7 5.5 1068x806x35 APM36P90W102x68 多晶硅90 17.6 5.1 21.7 5.5 1016x676x35 APM36M100W107x81 单晶硅100 18 5.56 21.6 6.6 1068x806x35 APM36P100W147x68 多晶硅100 18 5.56 21.6 6.64 1466x676x35
光伏组件（太阳能电池板）规格表
APM36M120W158x81 单晶硅120 17.6 6.85 22.8 7.5 1580x808x35 APM72M150W158x81 单晶硅150 34.4 4.36 43.2 4.9 1580x808x35 APM72M155W158x81 单晶硅155 34 4.56 43.1 5 1580x808x35 APM72M160W158x81 单晶硅160 34.4 4.65 43.2 5 1580x808x35 APM72M165W158x81 单晶硅165 35.8 4.62 44.5 5.04 1580x808x35 APM72M170W158x81 单晶硅170 35.8 4.75 44.2 5.05 1580x808x35 APM72M175W158x81 单晶硅175 36.6 4.8 44.9 5.15 1580x808x35 APM72M180W158x81 单晶硅180 37 4.86 45.4 5.23 1580x808x35 APM72M185W158x81 单晶硅185 37.1 5 45.4 5.27 1580x808x35 APM:Advanced Power Management，高级电源管理
APM 36M 5W 25x24 单晶（P代表多晶）尺寸：长和宽
光伏发电基本知识 太阳能发电分为光热发电和光伏发电。通常说的太阳能发电指 置。 应用范围 理论上讲，光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合，上至航天器，下至家用电源，大到兆瓦级电站，小到玩具，光伏电源无处不在。太阳能光伏发电的最基本元件是太阳能电池（片），有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。其中，单晶和多晶电池用量最大，非晶电池用于一些小系统和计算器辅助电源等。目前多晶硅电池效率在16至17%左右，单晶硅电池的效率约18至20%。由一个或多个太阳能电池片组成的太阳能电池板称为光伏组件。光伏发电产品主要用于三大方面：一是为无电场合提供电源；二是太阳能日用电子产品，如各类太阳能充电器、太阳能路灯和太阳能草地各种灯具等；三是并网发电，这在发达国家已经大面积推广实施。到2009年，中国并网发电还未开始全面推广，不过，2008年北京奥运会部分用电是由太阳能发电和风力发电提供的。 发展前景 据预测，太阳能光伏发电在21
到203030%以上，而太阳能 10%以上；到2040年，可再生能源将占总能耗的50%以上，太阳能光伏发电将占总电力的20%以上；到21世纪末，可再生能源在能源结构中将占到80%以上， 太阳能发电将占到60% [2]在当今油、碳等能源短缺的现状下，各国都加紧了发展光伏的步伐。美国提出“太阳能先导计划”意在降低太阳能光伏发电的成本，使其2015年达到商业化竞争的水平；日本也提出了在2020年达到28GW的光伏发电总量；欧洲光伏协会提出了“setfor2020”规划，规划在2020年让光伏发电做到商业化竞争。在发展低碳经济的大背景下，各国政府对光伏发电的认可度逐渐提高。 光伏发电系统 系统分类 1、独立光伏发电也叫离网光伏发电。主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成，若要为交流负载供电，还需要配置交流逆变器。独立光伏电站 伏发电系统。2、并网光伏发电就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电这后直接接入公共
太阳能电池基本特性测定实验 太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。太阳能电池是一种大有前途的新型电源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长，只要太阳存在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用；与火力发电、核能发电相比，太阳能电池不会引起环境污染。 太阳能电池根据所用材料的不同，可分为：硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池四大类，其中硅太阳能电池是目前发展最成熟的，在应用中居主导地位。 硅太阳能电池分为单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅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23%,规模生产时的效率为15%。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，发展了多晶硅薄膜和非晶硅薄膜做为单晶硅太阳能电池的替代产品。 多晶硅薄膜太阳能电池与单晶硅比较,成本低廉，而效率高于非晶硅薄膜电池，其实验室最高转换效率为18%,工业规模生产的转换效率为10%。因此，多晶硅薄膜电池不久将会在太阳能电地市场上占据主导地位。 非晶硅薄膜太阳能电池成本低重量轻，转换效率较高，便于大规模生产，有极大的潜力。但受制于其材料引发的光电效率衰退效应，稳定性不高，直接影响了它的实际应用。 太阳能的利用和太阳能电池的特性研究是21 世纪的热门课题，许多发达国家正投入大量人力物力对太阳能接收器进行研究。我们开设此太阳能电池的特性研究实验，通过实验了解太阳能电池的电学性质和光学性质，并对两种性质进行测量。该实验作为一个综合设计性的物理实验，联系科技开发实际，有一定的新颖性和实用价值。 【实验目的】 1. 无光照时，测量太阳能电池的伏安特性曲线； UI U I曲线图；并测量太阳能变化关系，画出2. 有光照时，测量电池在不同负载电阻下，对IUP FF；及填充因子电池的短路电流、开路电压、最大输出功率SCaxOCm IU L的关系，求出它们的近似函数关系。与光照度 3. 测量太阳能电池的短路电流、开路电压SCOC 【实验仪器】 白炽灯源、太阳能电池板、光照度计、电压表、电流表、滑线变阻器、稳压电源、单刀开关 连接导线若干 供参考． 】【实验原理 区，pn区流向结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由太阳光照在半导体
光伏光伏发电培训资料完整版 1、什么叫单晶片 单晶片即硅的单晶体，具有基本完整的点降结构的晶体是一种良好的半导体材料用于制造半导体器材，太阳能电池等。 1.什么叫多晶片 答：几个不同的类型的半导体组成的半导体晶片。 2.是单晶片好还是多晶片好 答：单晶体硅片内部只由一个晶料粒组成，而多晶片由多种晶料粒构成。单晶硅片的转化效率比多晶硅片的要高，一般高出2%以上当然价格也要高一些，单晶价格比多晶高，效率也高，综合性价比多晶在高气温下的效率衰减比单晶的要小得多。 5单晶电池板与多晶电池板的外观区别 答：单晶电池板：偏黑色，电池片之间有空隙，整块板子看起来有白点。 多晶电池板：偏蓝色、片与片之间容易出现跳色，电池片之间没有空隙，整块板子看起来很一致,板与板之间但是容易出现色差。 6、单晶和多晶哪个发电量大 答：同功率的光伏板发电量一样的。 7、中国一线品牌的光伏板有哪些厂家 答：天合、英利、晶澳等 8、1KW一年发多少度电(以江苏地区为例，全国各区域不同) 答：一个月115*12一年=1380° 9、说出3KW到10KW平均多少瓦售多少钱 答：3.18KW：2.7988万 5.3KW：4.5188万10.6KW:8.5888
10、说出每KW受光面积是多少 答：高1.64M*宽0.922*4块板=6.50752≈6.5平方米 11、说出每KW平顶安装面积大约是多少 答：每千瓦平顶安装面积大约是11-12平米 12、说出每KW别墅平顶安装面积大约是多少 答：每千瓦别墅顶安装面积大约是8平方米（斜顶的） 13、分布式光伏发电有哪些部件组成 答：光伏板、汇流箱、逆变器、电源线、支架 14、什么叫并网发电？什么叫离网发电？ 答：1、并网发电就是指，光伏发电经过逆变器变为交流电，通过升压或直接低压接入电网，由电网对电能进行调度使用。 2、离网发电就是指，光伏发电系统发出来的电存储到蓄电池，通过逆变器变为交流电供用电设备直接使用或者不经过逆变器直接供直流用电设备，用电并不与电网相连，适用于山区、无电区、海岛。 15、说出并网和离网的优点和缺点 答1、并网 优点：可以享受国家补贴，余电可以卖给国家。最大功率充分利用光能发电，省去了蓄电池，降低了成本。稳定，效率高，对公用电网起到调节作用。 缺点：受环境影响，并网公用电网断电的情况下就不能够使用了。 2、离网 优点：可以储电，具有电能独立性，持续性高。 缺点：电池5-10年更换一次。噪音大，没有补贴,要专门的建筑存放蓄电池花费大维护费高。
光伏发电基础知识 一、光伏发电的概念 光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要由太阳电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。 二、光伏发电的原理 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。 光电效应就是光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。它首先是由光子(光波)转化为电子、光能量转化为电能量的过程；其次，是形成电压过程。 多晶硅经过铸锭、破锭、切片等程序后，制作成待加工的硅片。在硅片上掺杂和扩散微量的硼、磷等，就形成P－N结。然后采用丝
网印刷，将精配好的银浆印在硅片上做成栅线，经过烧结，同时制成背电极，并在有栅线的面涂一层防反射涂层，电池片就至此制成。电池片排列组合成电池组件，就组成了大的电路板。一般在组件四周包铝框，正面覆盖玻璃，反面安装电极。有了电池组件和其他辅助设备，就可以组成发电系统。为了将直流电转化交流电，需要安装电流转换器。发电后可用蓄电池存储，也可输入公共电网。发电系统成本中，电池组件约占50%，电流转换器、安装费、其他辅助部件以及其他费用占另外 50%。 光伏发电原理图
非晶硅薄膜太阳能电池基础知识 一、优点： 1.光谱特性好（弱光性好、光谱吸收范围宽） 2.温度特性好（温度上升时电池效率下降很小） 3.成本能耗低（硅用量少:2um、生产温度底：200度） 4.生产效率高（连续，大面积，自动化生产） 5.使用方便（重量轻,厚度薄.可弯曲,易携带） 6.无毒无污染、美观大方 缺点： 二、非晶硅薄膜太阳能电池的四个效应： 1.光电效应 2.光致衰退效应（薄膜经较长时间的强光照射或电流通过,在其内部将产生缺陷而 使薄膜的使用性能下降,简称为S-W效应） 3.边缘效应（边缘效率比中心效率低） 4.面积效应（面积越大，效率越低） 三、结构 1.一般结构 2.非晶\微晶硅叠层结构
衬底：玻璃、不锈钢、特种塑料 TOC ：透明导电氧化膜（要求：透光性>80%、表面绒面度12~15% 面电阻R 9~13 Ω ） 四、原理 非晶硅太阳电池的工作原理是基于半导体的光伏效应。当太阳光照射到电池上时，电池吸收光层（i 层）能产生光生电子—空穴对，在电池内建电场Vb 的作用下，光生电子和空穴被分离，空穴漂移到P 边，电子漂移到N 边，形成光生电动势VL, VL 与内建电势Vb 相反，当VL = Vb 时，达到平衡; IL = 0, VL 达到最大值，称之为开路电压Voc ; 当外电路接通时，则形成最大光电流，称之为短路电流Isc ，此时VL= 0;当外电路加入负载时，则维持某一光电压VL 和光电流IL 。其I--V 特性曲线见图 3 SiO2(20~40nm) TCO(700~1000nm) a-si(~300nm) SiO2(100nm) μc-Si (~1.7μm ) AZO (~100nm) Ag (130~200nm)
第四章
4.1 3 4.2 4.3 3 4.4 4.5 4.6
太阳电池基础
光生伏特效应 光生载流子的浓度和电流 太阳电池的伏安特性 太阳电池的性能表征 太阳电池的测试技术 太阳电池的效率分析
4.6 太阳电池效率分析-极限效率
太阳电池的理论效率
VOC I SC ? FF ?? ?100% Pin
当入射太阳光谱AM0或AM1.5确定后， 为获得较高的转换效率， 需要增加Voc、Isc和FF
填充因子FF
在理想情况下（当voc>10），填充因子FF仅是开路电压Voc的函数
Voc的函 数
voc ? ln（voc ? 0.72） q FF ? voc ? Voc , voc ? 1 kT
4.6 太阳电池效率分析-极限效率
短路电流Isc
I sc ? ? I L I L ? qAG ? Le ? W ? Lh ? ,
假设到达电池表面的每一个能量大于材料禁 带宽度Eg的光子，会产生一个电子-空穴对。 将光通量对波长进行积分，可以得到产生率G。
开路电压Voc
Voc ?
2
? kT ? I L ln ? ? 1? q ? I0 ?
? Eg ? I 0 =1.5 ? 10 exp ? ? ? kT ? ?
5
Eg ) I0∝ ni ? N C N V exp(? kT
禁带宽度Eg减小，I0增加，Voc减小
4.6 太阳电池效率分析-极限效率
最佳带隙宽度
禁带宽度Eg减小
Isc增加
Voc减小
太阳能电池基本特性的测量 太阳能的利用和太阳能电池特性研究是21世纪新型能源开发的重点课题。目前硅太阳能电池应用领域除人造卫星和宇宙飞船外，已大量用于民用领域：如太阳能汽车、太阳能游艇、太阳能收音机、太阳能计算机、太阳能乡村电站等。太阳能是一种清洁、“绿色”能源,因此，世界各国十分重视对太阳能电池的研究和利用。本实验的目的主要是探讨太阳能电池的基本特性，太阳能电池能够吸收光的能量，并将所吸收的光子能量转换为电能。 【实验目的】 1． 在没有光照时,太阳能电池主要结构为一个二极管，测量该二极管在正向偏压时的伏安 特性曲线，并求得电压和电流关系的经验公式。 2． 测量太阳能电池在光照时的输出伏安特性,作出伏安特性曲线图，从图中求得它的短路 电流(SC I )、开路电压(OC U )、最大输出功率m P 及填充因子FF ， )]U I /(P FF [OC SC m ?=。填充因子是代表太阳能电池性能优劣的一个重要参数。 3． 测量太阳能电池的光照特性：测量短路电流SC I 和相对光强度0J /J 之间关系，画出SC I 与相对光强0J /J 之间的关系图；测量开路电压OC U 和相对光强度0J /J 之间的关系,画出OC U 与相对光强0J /J 之间的关系图。 【实验原理】 太阳能电池在没有光照时其特性可视为一个二极管，在没有光照时其正向偏压U 与通过电流I 的关系式为: )1e (I I U o -?=β (1) (１)式中，o I 和β是常数。
由半导体理论，二极管主要是由能隙为V C E E -的半导体构成,如图１所示。C E 为半导体导电带，V E 为半导体价电带。当入射光子能量大于能隙时，光子会被半导体吸收，产生电子和空穴对。电子和空穴对会分别受到二极管之内电场的影响而产生光电流。 假设太阳能电池的理论模型是由一理想电流源（光照产生光电流的电流源)、一个理想二极管、一个并联电阻sh R 与一个电阻s R 所组成,如图2所示。 图2中，ph I 为太阳能电池在光照时的等效电源输出电流，d I 为光照时通过太阳能电池内部二极管的电流。由基尔霍夫定律得: 0R )I I I (U IR sh d ph s =---+ (2） (2）式中,I 为太阳能电池的输出电流,U 为输出电压。由(1)式可得， d sh ph sh s I R U I )R R 1(I --=+ （３) 假定∞=sh R 和0R s =,太阳能电池可简化为图3所示电路。 这里,)1e (I I I I I U 0ph d ph --=-=β。 在短路时，0U =，sc ph I I =; 而在开路时,0I =,0)1e (I I oc U 0sc =--β; ∴]1I I ln[1U 0 sc OC +β = （４)
一、名词解释： 1、三相交流电：由三个频率相同、电势振幅相等、相位差互差 120 °角的交流电路组成的电力系统，叫三相交流电。 2、一次设备：直接与生产电能和输配电有关的设备称为一次设备。包括各种高压断路器、隔离开关、母线、电力电缆、电压互感器、电流互感器、电抗器、避雷器、消弧线圈、并联电容器及高压熔断器等。 3、二次设备：对一次设备进行监视、测量、操纵控制和保护作用的辅助设备。如各种继电器、信号装置、测量仪表、录波记录装置以及遥测、遥信装置和各种控制电缆、小母线等。 4、高压断路器：又称高压开关，它不仅可以切断或闭合高压电路中的空载电流和负荷电流，而且当系统发生故障时，通过继电保护装置的作用，切断过负荷电流和短路电流。它具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力。 5、负荷开关：负荷开关的构造秘隔离开关相似，只是加装了简单的灭弧装置。它也是有一个明显的断开点，有一定的断流能力，可以带负荷操作，但不能直接断开短路电流，如果需要，要依靠与它串接的高压熔断器来实现。 6、空气断路器（自动开关）：是用手动（或电动）合闸，用锁扣保持合闸位置，由脱扣机构作用于跳闸并具有灭弧装置的低压开关，目前被广泛用于 500V 以下的交、直流装置中，当电路内发生过负荷、短路、电压降低或消失时，能自动切断电路。 7、电缆：由芯线（导电部分）、外加绝缘层和保护层三部分组成的电线称为电缆。 8、母线：电气母线是汇集和分配电能的通路设备，它决定了配电装置设备的数
量，并表明以什么方式来连接发电机、变压器和线路，以及怎样与系统连接来完成输配电任务。 9、电流互感器：又称仪用变流器，是一种将大电流变成小电流的仪器。 10 、变压器：一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压变成频率相同的另一种或几种数值不同的交流电压的设备。 11 、高压验电笔：用来检查高压网络变配电设备、架空线、电缆是否带电的工具。 12 、接地线：是为了在已停电的设备和线路上意外地出现电压时保证工作人员的重要工具。按部颁规定，接地线必须是 25mm 2 以上裸铜软线制成。 13 、标示牌：用来警告人们不得接近设备和带电部分，指示为工作人员准备的工作地点，提醒采取安全措施，以及禁止微量某设备或某段线路合闸通电的通告示牌。可分为警告类、允许类、提示类和禁止在等。 14 、遮栏：为防止工作人员无意碰到带电设备部分而装设备的屏护，分临时遮栏和常设遮栏两种。 15 、绝缘棒：又称令克棒、绝缘拉杆、操作杆等。绝缘棒由工作头、绝缘杆和握柄三部分构成。它供在闭合或位开高压隔离开关，装拆携带式接地线，以及进行测量和试验时使用。 16 、跨步电压：如果地面上水平距离为 0.8m 的两点之间有电位差，当人体两脚接触该两点，则在人体上将承受电压，此电压称为跨步电压。最大的跨步电压出现在离接地体的地面水平距离 0.8m 处与接地体之间。 17 、相序：就是相位的顺序，是交流电的瞬时值从负值向正值变化经过零值的依次顺序。
太阳能电池的分类简介 （1）硅太阳能电池 硅太阳能电池分为单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅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%，规模生产时的效率为15%（截止2011，为18%）。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，发展了多晶硅 薄膜和非晶硅薄膜做为单晶硅太阳能电池的替代 产品。 多晶硅薄膜太阳能电池与单晶硅比较，成本低 廉，而效率高于非晶硅薄膜电池，其实验室最高转 换效率为18%，工业规模生产的转换效率为10%（截 止2011，为17%）。因此，多晶硅薄膜电池不久 将会在太阳能电池市场上占据主导地位。 非晶硅薄膜太阳能电池成本低重量轻，转换效率较高，便于大规模生产，有极大的潜力。但受制于其材料引发的光电效率衰退效应，稳定性不高，直接影响了它的实际应用。如果能进一步解决稳定性问题及提高转换率问题，那么，非晶硅太阳能电池无疑是太阳能电池的主要发展产品之一。
2）多晶体薄膜电池 多晶体薄膜电池硫化镉、碲化镉多晶薄膜电池的效率较非晶硅薄膜太阳能电池效率高，成本较单晶硅电池低，并且也易于大规模生产，但由于镉有剧毒，会对环境造成严重的污染，因此，并不是晶体硅太阳能电池最理想的替代产 品。 砷化镓（GaAs）III-V化合物电池的转换效率 可达28%，GaAs化合物材料具有十分理想的光学 带隙以及较高的吸收效率，抗辐照能力强，对热 不敏感，适合于制造高效单结电池。但是GaAs 材料的价格不菲，因而在很大程度上限制了用 GaAs电池的普及。 （3）有机聚合物电池 以有机聚合物代替无机材料是刚刚开始的一个太阳能电池制造的研究方向。由于有机材料柔性好，制作容易，材料来源广泛，成本低等优势，从而对大规模利用太阳能，提供廉价电能具有重要意义。但以有机材料制备太阳能电池的研究仅仅刚开始，不论是使用寿命，还是电池效率都不能和无机材料特别是硅电池相比。能否发展成为具有实用意义的产品，还有待于进一步研究探索。 （5）有机薄膜电池 有机薄膜太阳能电池，就是由有机材料构成核心部分的太阳能电池。大家对有机太阳能电池不熟悉，这是情理中的事。如今量产的太阳能电池里，95%以上是硅基的，而剩下的不到5%也是由其它无机材料制成的 6）染料敏化电池 染料敏化太阳能电池，是将一种色素附着在TiO2粒子上，然后浸泡在一种电解液中。色素受到光的照射，生成自由电子和空穴。自由电子被TiO2吸收，从电极流出进入外电路，再经过用电器，流入电解液，最后回到色素。染料敏化太阳能电池的制造成本很低，这使它具有很强的竞争力。它的能量转换效率为12%左右。 （7）塑料电池 塑料太阳能电池以可循环使用的塑料薄膜为原料，能通过“卷对卷印刷”技术大规模生产，其成本低廉、环保。但塑料太阳能电池尚不成熟，预计在未来5年到10年，基于塑料等有机材料的太阳能电池制造技术将走向成熟并大规模投入使用。 太阳能工作原理 太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。太阳能发电有两种方式，一种是光一热一电转换方式，另一种是光一电直接转换方式。其中，光一电直接转换方式是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能，光一电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种大有前途的新型
第四章 太阳电池基础 光生载流子的浓度和电流4.2太阳电池的测试技术4.4光生伏特效应34.1太阳电池的伏安特性34.34.5太阳电池的效率分析 太阳电池的性能表征4.6
太阳电池基本结构 以晶体硅太阳电池为例。 （1）以p型晶体硅半导体材料为衬底； （2）为了减少光的反射损失，常制作绒面减反结构（3）采用扩散法在硅衬底上制作重掺杂的n型层（4）PECVD生长SiO 减反层 2 （5）在n型层上面制作金属栅线，作为正面接触电极（6）在衬底背面制作金属膜，作为背面欧姆接触电极
半导体 吸收光子产生电子空穴对，电子空穴对在p-n结内建电场作用下分离，从而在p-n结两端产生电动势。 p-n结是太阳电池的核心 光生载流子形成一个与热平衡结电场方向相反的电场，使得势垒降低；光生电流与正向结电流相等时，pn结建立稳定的电势差，即光生电压 Electric Field
载流子运动的角度 太阳电池工作原理：当太阳光照射到太阳电池上并被吸收时，其中 的光子能把价带中电子激发到导带上去，形成 能量大于禁带宽度E g 自由电子，价带中留下带正电的自由空穴，即电子—空穴对，通常 称它们为光生载流子。自由电子和空穴在不停的运动中扩散到p-n结的空间电荷区，被该区的内建电场分离，电子被扫到电池的n型一例，空穴被扫到电池的p型一侧，从而在电池上下两面（两极）分别形成了正负电荷积累，产生“光生电压”，即“光伏效应”。如果在电 池的两端接上负载，在持续的太阳光照下，就会不断有电流经过负载。这就是太阳电池的基本工作原理。
能带的角度 持续光照条件下，大量的光生载流子产生，光生电子和空穴被源源不断地分别扫到n型和p型一两侧，致使n区和p区费米能级的分裂，若太阳电池断路，光生电压V即为开路电压V 。若外电路短路，pn结正向电流为 oc 零，外电路电流为短路电流，理想情况下也就是光电流。
太阳能光伏发电必须掌握的基础知识 1、太阳能光伏系统的组成和原理 太阳能光伏系统由以下三部分组成： 太阳电池组件；充、放电控制器、逆变器、测试仪表和计算机监控等电力电子设备和蓄电池或其它蓄能和辅助发电设备。 太阳能光伏系统具有以下的特点： -没有转动部件，不产生噪音； -没有空气污染、不排放废水； -没有燃烧过程，不需要燃料； -xx 简单，维护费用低； -运行可靠性、稳定性好； -作为关键部件的太阳电池使用寿命长，晶体硅太阳电池寿命可达到25 年以上；根据需要很容易扩大发电规模。 光伏系统应用非常广泛，光伏系统应用的基本形式可分为两大类： 独立发电系统和并网发电系统。应用主要领域主要在太空航空器、通信系统、微波中继站、电视差转台、光伏水泵和无电缺电地区户用供电。随着技术发展和世界经济可持续发展的需要，发达国家已经开始有计划地推广城市光伏并网发电，主要是建设户用屋顶光伏发电系统和MW 级集中型大型并网发电系统等，同时在交通工具和城市照明等方面大力推广太阳能光伏系统的应用。 光伏系统的规模和应用形式各异，如系统规模跨度很大，小到0.3~ 2W的 太阳能庭院灯，大到MW 级的太阳能光伏电站，如 3.75kWp 家用型屋顶发电设 备、敦煌10MW 项目。其应用形式也多种多样，在家用、交通、通信、空间应用等诸多领域都能得到广泛的应用。尽管光伏系统规模大小不一，但其组成结 构和工作原理基本相同。图4-1 是一个典型的供应直流负载的光伏系统示意图。其中包含了光伏系统中的几个主要部件：
光伏组件方阵： 由太阳电池组件（也称光伏电池组件）按照系统需求串、并联而成，在太阳光照射下将太阳能转换成电能输出，它是太阳能光伏系统的核心部件。 蓄电池： 将太阳电池组件产生的电能储存起来，当光照不足或晚上、或者负载需求大于太阳电池组件所发的电量时，将储存的电能释放以满足负载的能量需求，它是太阳能光伏系统的储能部件。目前太阳能光伏系统常用的是铅酸蓄电池，对于较高要求的系统，通常采用深放电阀控式密封铅酸蓄电池、深放电吸液式铅酸蓄电池等。 控制器： 它对蓄电池的充、放电条件加以规定和控制，并按照负载的电源需求控制太阳电池组件和蓄电池对负载的电能输出，是整个系统的核心控制部分。随着太阳能光伏产业的发展，控制器的功能越来越强大，有将传统的控制部分、逆变器以及监测系统集成的趋势，如AES公司的SPP和SMD系列的控制器就集成了上述三种功能。 逆变器： 在太阳能光伏供电系统中，如果含有交流负载，那么就要使用逆变器设备，将太阳电池组件产生的直流电或者蓄电池释放的直流电转化为负载需要的交流电。 太阳能光伏供电系统的基本工作原理就是在太阳光的照射下，将太阳电池组件产生的电能通过控制器的控制给蓄电池充电或者在满足负载需求的情况下直接给负载供电，如果日照不足或者在夜间则由蓄电池在控制器的控制下给直流负载供电，对于含有交流负载的光伏系统而言，还需要增加逆变器将直流电转换成交流电。光伏系统的应用具有多种形式，但是其基本原理大同小异。对 于其他类型的光伏系统只是在控制机理和系统部件上根据实际的需要有所不同，下面将对不同类型的光伏系统进行详细地描述。 直流负载的光伏系统 2、光伏系统的分类与介绍 小型太阳能供电系统（Small DC ;简单直流系统（Simple DC ;大型太阳能供
一,基础知识 (1)太阳能电池的发电原理 太阳能电池是利用半导体材料的光电效应,将太阳能转换成电能的装置. ?半导体的光电效应所有的物质均有原子组成,原子由原子核和围绕原子核旋转的电子组成.半导体材料在正常状态下,原子核和电子紧密结合(处于非导体状态),但在某种外界因素的刺激下,原子核和电子的结合力降低,电子摆脱原子核的束搏,成为自由电子. 光激励 核核 电子 空穴电子 电子对?PN 结合型太阳能电池 太阳能电池是由 P 型半导体和 N 型半导体结合而成,N 型半导体中含有较多的空穴,而P 型半导体中含有较多的电子 ,当 P 型和 N 型半导体结合时在结合处会形成电势当芯 片在受光过程中,带正电的空穴往 P 型区移动,带负电子的电子往 N 型区移动,在接上连线和负载后,就形成电流.. (2)太阳能电池种类 － ＋＋－ － ＋P 型
铸 造 2 工 PN 结合（正面 N 极,反 面 P 极 ） 减 反膜形成 通过电极,汇集电 ※在现在的太阳能电池产品中,以硅半导体材料为主,其中又以单晶硅和多晶硅为代表.由于 其原材料的广泛性,较高的转换效率和可靠性,被市场广泛接受.非晶硅在民用产品上也有 广泛的应用（如电子手表,计算器等）,但是它的稳定性和转换效率劣于结晶类半导体材料. 化合物太阳能电池由于其材料的稀有性和部分材料具有公害,现阶段未被市场广泛采用. ※现在太阳能电池的主流产品的材料是半导体硅,是现代电子工业的必不可少的材料,同时 以氧化状态的硅原料是世界上第二大的储藏物质. ※京瓷公司早在上世纪的八十年代就认识到多晶硅太阳能电池的光阔前景和美好未来,率先 开启多晶硅太阳能电池的工业化生产大门.现在已经是行业的龙头,同时多晶硅太阳能电 池也结晶类太阳能电池的主流产品（太阳能电池的 70%以上）. （3）多晶硅太阳能电池的制造方法 空间用 民用 转换效率:24% 转换效率:10% 转换效率:8% （1400 度以上） 破锭(150mm *155mm ) N 极烧结 电极 印刷 （ 正 反
一、什么是光伏发电系统? 光伏发电系统是利用太阳能组件和配套电气设备将太阳能转换成所需要电能的发电系统。 当光线照射到太阳能电池表面时，一部分光子被硅材料吸收，使电子发生了跃迁，成为自由电子，该自由电子在PN结两侧聚集形成电位差，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功率输出。该过程的实质是光子能量转换成电能的过程。 二、光伏发电系统的分类 分布式光伏发电系统主要分为并网光伏发电系统和离网光伏发电系统。并网发电系统又分为集中式光伏发电系统和分布式光伏发电系统。 三、集中式光伏电站系统介绍 集中式光伏发电系统规模较大，安装集中，整体升压输送到电网。建设地点主要是荒山荒坡、滩涂、戈壁、鱼塘等地。
集中式光伏发电系统主要由光伏组件、直流汇流箱、并网逆变器、交流配电柜、光伏支架、监控系统、电缆等部分组成。
系统主要组成部件：光伏组件 太阳电池组件—实用型功率系统的基本单元，是光伏系统的主要组成部分。 为使太阳电池在工程中应用，对硅电池片进行电气连接及结构集成和封装成“太阳电池组件”（简称“组件”）。 主要分为：单晶组件、多晶组件、薄膜组件。 系统主要部件：光伏逆变器 将直流电转换成交流电，是光伏系统的最主要电气设备。 主要分为并网逆变器、离网逆变器、组合型逆变器。并网逆变器又包括：微型逆变器、组串型逆变器、集中型逆变器。
系统主要部件：配电设备 直流设备：主要用于对光伏组件串直流电缆进行汇流，再与并网逆变器或直流配电柜连接。 交流设备：将若干个光伏逆变器并联接入交流配电柜，在交流配电柜内汇流后输出。 功能：主要保护光伏系统运行安全以及将线缆整合，避免线路交叉。 系统主要部件：支架系统
太阳能电池板基础知识详解 2010年07月29日 15:21 一基础知识 (1)太阳能电池板的发电原理 太阳能电池是利用半导体材料的光电效应,将太阳能转换成电能的装置. ●半导体的光电效应 所有的物质均有原子组成,原子由原子核和围绕原子核旋转的电子组成.半导体材料在正常状态下,原子核和电子紧密结合(处于非导体状态),但在某种外界因素的刺激下,原子核和电子的结合力降低,电子摆脱原子核的束搏,成为自由电子. ●PN 结合型太阳能电池 太阳能电池是由P 型半导体和N 型半导体结合而成,N 型半导体中含有较多的空穴,而P 型半导体中含有较多的电子,当P 型和N 型半导体结合时在结合处会形成电势当芯片在受光过程中,带正电的空穴往P 型区移动,带负电子的电子往N 型区移动,在接上连线和负载后,就形成电流. (2)太阳能电池种类 ※在现在的太阳能电池产品中,以硅半导体材料为主,其中又以单晶硅和多晶硅为代表.由于其原材料的广泛性,较高的转换效率和可靠性,被市场广泛接受.非晶硅在民用产品上也有广泛的应用(如电子手表,计算器等),但是它的稳定性和转换效率劣于结晶类半导体材料.化合物太阳能电池由于其材料的稀有性和部分材料具有公害,现阶段未被市场广泛采用. ※现在太阳能电池的主流产品的材料是半导体硅,是现代电子工业的必不可少的材料,同时以氧化状态的硅原料是世界上第二大的储藏物质. (3)多晶硅太阳能电池的制造方法 (4)太阳能电池关连的名称和含义 ●转换效率 太阳能电池的转换效率是指电池将接收到的光能转换成电能的比率 ※标准测试状态 由于太阳能电池的输出受太阳能的辐射强度,温度等自然条件的影响,为了表述太阳能电池的输出和评价其性能,设定在太阳能电池板的表面温度为25 度,太阳能辐射强度为1000 ｗ/㎡、分光分布AM1.5 的模拟光源条件下的测试为标准测试状态. 小知识 晶硅类理论转换效率极限为29%,而现在的太阳能电池的转换效率为17%～19%,因此,太阳能电池的技术上还有很大的发展空间 ●太阳能电池输出特性 【太阳能电池电流---电压特性(I-V 曲线)】 ●太阳能电池对环境的贡献 ①对防止地球温暖化,减轻对地球环境的贡献 从太阳能发电系统排放的二氧化碳,即使是考虑其生产过程的排放量,也绝对少于传统的燃料发电设备,是防止地球温暖化的环保设备.同时在发电时,不排放氧化硫,氧化氮等污染物,减轻了对环境的压力. 例:3ｋW 太阳能发电系统对环境污染物的削减量
第 1 页 绝密★启用前 江西冶金职业技术学院 2013-2014学年第一学期《太阳能电池基础与应用》期中考试试卷 一、选择题（请在备选答案中选出最恰当的一项,每小题2分，共20分） 1、在衡量太阳电池输出特性参数中，表征最大输出功率与太阳电池短路电流和开路电压乘积比值的是( )。 A 、转换效率 B 、填充因子 C 、光谱响应 D 、方块电阻 2、下列表征太阳电池的参数中，哪个不属于太阳电池电学性能的主要参数( )。 A ．开路电压 B.短路电流 C. 填充因子 D 、掺杂浓渡 3、某单片太阳电池测得其填充因子为77.3%，其开路电压为0.62V ，短路电流为5.24A,其测试输入功率为15.625W,则此太阳电池的光电转换效率为( )。 A 、16.07% B 、15.31% C 、16.92% D 、14.83% 4、太阳能光伏发电系统的最核心的器件是( )。 A 、控制器 B 、逆变器 C 、太阳电池 D 、蓄电池 5、下列选项中，不属于减反射膜材料的是（ ）。 A 、TiO2 B 、SiF4 C 、SiNx D 、SiO2 6、目前已被实用化的太阳能电池中98%使用的是（ ）材料。 A 、硅 B 、锗 C 、镓 D 、铟 7、下列仪器中，用来测量方块电阻的是（ ） A 、少子寿命测量仪 B 、辉光放电质谱仪 C 、金相电子显微镜 D 、四探针测试仪 8、硅在常温下很稳定，只能与 发生反应生成 。（ ） A 、HCL 和SiCl 4 B 、HNO 3和SiNx C 、F 2和SiF 4 D 、HF 和SiF 4 9、磷硅玻璃由（ ）组成。 A CF 4 B SiO 2 C 磷 D SiF 4 10、单晶硅绒面呈（ ）形。 A 、三角形 B 、金字塔形 C 、圆形 D 、正方形 二、填空题（每空 1分，共 20分） 11、晶体硅太阳电池制造设备主要由 、 、RENA 后清洗机、 、丝网印刷机、 等。 12、丝网印刷工艺流程主要分为三步，分别是 ， 和 。 13、去PSG 中用到的化学试剂是HF ，它的反应方程式是 。 14、刻蚀分为干法刻蚀和 刻蚀；其中，等离子体刻蚀属 刻蚀。 15、三氯氢硅氢还原法制多晶硅的化学反应式是： 。 16、丝网印刷的目的是 17、PECVD 的中文是 ，它的目的是 。 18、直拉法生产单晶硅的设备是 。 19、Isc 的中文意思是 ，Uoc 的中文意思是 20、125Χ125mm 规格的单晶硅太阳能电池，它的输出电压是 V ，输出功率是 W 左右 21、粗硅制备的化学原理 三、判断题（每小题2分，共20分） 22、太阳能电池片的正面电极为正极 （ ） 23、光伏组件参数的测试中，不需要冰雹测试。 ( ) 24、人体吸入高浓度氧气会引起“氧中毒”。 （ ） 25、光伏企业一般采用氢氧化钠溶液在80~90度腐蚀数分钟来出去晶体硅表面的机械损伤层。 （ ） 26、各向异性腐蚀主要用于单晶硅绒面制备。 （ ） 27、SiNx 减反射膜既有减少光的反射作用，又能对表面进行钝化。 （ ） 28、TPT 的作用是为了防水和绝缘。( ) 29、硅烷法是目前国际上多晶硅制造的主流工艺。 （ ） 30、实现多晶硅定向凝固生长的方法有四种，常用的是布里奇曼法。 （ ） 31、POCl 3在有O 2的情况下分解为P 2O 5和Cl 2。（ ） 四、简答题（ 每小题6 分，共30分） 32、为什么要对太阳能电池片进行组合和封装？ 33、写出太阳能电池片的生产流程。 34、丝网印刷的工作原理？ 适用班级：12光伏班 姓名： 系部：机电工程系 出卷人：聂行 密 封 线
光伏光伏发电培训资料完整版 １、什么叫单晶片 单晶片即硅的单晶体，具有基本完整的点降结构的晶体是一种良好的半导体材料用于制造半导体器材，太阳能电池等。 1.什么叫多晶片 答：几个不同的类型的半导体组成的半导体晶片。 2.是单晶片好还是多晶片好 答:单晶体硅片内部只由一个晶料粒组成，而多晶片由多种晶料粒构成。单晶硅片的转化效率比多晶硅片的要高,一般高出2%以上当然价格也要高一些，单晶价格比多晶高，效率也高，综合性价比多晶在高气温下的效率衰减比单晶的要小得多。 5单晶电池板与多晶电池板的外观区别 答:单晶电池板:偏黑色,电池片之间有空隙，整块板子看起来有白点。 多晶电池板：偏蓝色、片与片之间容易出现跳色，电池片之间没有空隙，整块板子看起来很一致，板与板之间但是容易出现色差. 6、单晶和多晶哪个发电量大 答:同功率的光伏板发电量一样的。 7、中国一线品牌的光伏板有哪些厂家 答:天合、英利、晶澳等 8、1KＷ一年发多少度电(以江苏地区为例，全国各区域不同) 答：一个月115＊12一年=138０° 9、说出３ＫW到1０ＫＷ平均多少瓦售多少钱 答：3．１8KW:2。79８8万 5.3ＫＷ：4。51８8万1０。６ＫW:8.5888
10、说出每KＷ受光面积是多少 答:高１．64Ｍ＊宽0。922＊４块板=6．５0７52≈6．５平方米 11、说出每KＷ平顶安装面积大约是多少 答:每千瓦平顶安装面积大约是11-12平米 12、说出每ＫW别墅平顶安装面积大约是多少 答:每千瓦别墅顶安装面积大约是8平方米（斜顶的) 13、分布式光伏发电有哪些部件组成 答:光伏板、汇流箱、逆变器、电源线、支架 14、什么叫并网发电?什么叫离网发电? 答：１、并网发电就是指，光伏发电经过逆变器变为交流电，通过升压或直接低压接入电网,由电网对电能进行调度使用。 ２、离网发电就是指,光伏发电系统发出来的电存储到蓄电池,通过逆变器变为交流电供用电设备直接使用或者不经过逆变器直接供直流用电设备,用电并不与电网相连,适用于山区、无电区、海岛。 15、说出并网和离网的优点和缺点 答1、并网 优点：可以享受国家补贴，余电可以卖给国家。最大功率充分利用光能发电，省去了蓄电池，降低了成本。稳定,效率高,对公用电网起到调节作用. 缺点：受环境影响,并网公用电网断电的情况下就不能够使用了。 2、离网 优点：可以储电,具有电能独立性,持续性高。 缺点：电池５-10年更换一次。噪音大，没有补贴,要专门的建筑存放蓄电池花费大维护费高.
光伏电站基础知识总结——光伏发电单元与升压变的连接 日期：2014-12-01 [复制链接] 责任编辑：apple 打印收藏评论(3)[订阅到邮箱] 阳光工匠光伏网讯：光伏电站电气系统主要包括光伏组件、汇流箱、逆变器、升压变、集电线路、低压配电装置、主变压器、高压配电装置、无功补偿、站用电系统、通信、继电保护及监控等部分，光伏电站在进行电气设计时，主要考虑四个方面：光伏发电单元与升压变的连接、光伏电站集电线路接线方式、升压站的电气主接线方式、站用电接线设计。 一、发电单元与升压变接线方式 发电单元与升压变的接线，主要指的是逆变器与变压器的接线，是光伏电站与电网衔接的第一步，也是最关键的一环。目前，光伏逆变技术已臻成熟，市场上大型逆变器单机最常用机型为500KW型，由此而知，大型光伏电站中500KW为最小发电单元，其与升压变的连接方式有如下三种形式： 1.500KW发电单元与1台500KVA双绕组升压变组成发电机-双绕组变压器单元接线； 2.两个500KW发电单元与一台1000KVA双绕组升压变组成发电机-双绕组变压器扩大单元接线。 3. 两个500KW发电单元与一台1000KVA双分裂三绕组升压变组成发电机-双分裂变压器扩大单元接线
序号逆变器数低压配 电装置变压器高压配 电装置 配电房附件 方案12台500KW 2套2台500KVA 2套2套逆变器房 2套变压器房 方案22台500KW 2套1台1000KVA 1套1套逆变器房 1套变压器房 方案32台500KW 2套1台1000KVA 1套1套逆变器房 1套变压器房 方案1接线简单、结构清晰、可靠性高，每台升压变故障仅影响与其相连的500KW光伏组件的出力，但这种接线方式资源浪费比较大，每台逆变器需要单独配套一套升压、配电单元，成本较高，适用于场地较分散，光伏组件分片布置，多点并网的情况，采用小单元就地升压的方式，减小线路损耗，不适合大型集中式光伏系统。 方案2与方案3，都比较适合大型集中式光伏电站，每兆瓦在电缆及附件、开关柜、设备安装等方面投资成本基本一致，相同容量的双分裂变压器比双绕组变压器的价格稍高，但是双分裂变压器实现了两台逆变器之间的电气隔离，不但减小了相互之间的电磁干扰及环流影响，而且两台逆变器的交流输出分别经变压器滤波，输出电流谐波小，提高了输出的电能质量。 综上所述，方案1适合场地分散，多点并网的方式，方案3的经济性和电气安全性，比方案2更适合大型集中式应用案例。
太阳能光电工程学院 《太阳能电池及其应用》 课程设计报告书 题目：非晶硅及微晶硅薄膜太阳能电池的研究现状与未来展望姓名：陈易昭 专业：光伏材料应用技术 班级： 准考证号：014411304221 设计成绩： 指导教师：
摘要 本设计主要阐述了非晶硅薄膜电池、多晶硅薄膜电池原理、制备方法，从材料、工艺与转换效率等方面讨论了它们的优势和不足之处，并提出改进方法。但是，当前大规模产业化的非晶硅薄膜电池效率偏低，为了实现光伏发电平价上网，必须对薄膜硅太阳能电池进行持续的研究。本设计也总结了提高薄膜硅太阳能电池效率的主要技术与进展，如TCO技术、窗口层技术、叠层电池技术和中间层技术等，这些技术用在产业化中将会进一步提高薄膜硅太阳能电池的转换效率，进而降低薄膜硅电池的生产成本。硅薄膜电池技术是光伏领域中最具低成本优势的光伏技术，目前已成为各国光伏计划支持的重点，相比非晶硅相变区的微晶硅薄膜太阳能电池几乎没有光致衰退，具有良好的长波段光谱响应特性，可以与非晶硅薄膜电池相结合制备成叠层电池。本设计也重点关注于微晶硅薄膜电池的研究进展以及制备的柔性衬底上电池的特殊性相对于单晶硅和非晶硅来说,微晶硅薄膜太阳电池具有更多的优势.高速沉积高效微晶硅太阳电池已经成为当前研究的热点.综合介绍了微晶硅p-i-n太阳电池的结构以及基本原理、研究现状和存在的问题,并对其发展前景进行了展望。最后让我们展望一下薄膜太阳能电池的发展前景。 关键词：太阳能电池；薄膜电池；非晶硅；多晶硅；微晶硅；光伏建筑；最新进展
目录 绪言 (3) 1.非晶硅（a-Si）薄膜太阳能电池 (4) 1.1 原理及及结构 (4) 1.2 制备方法 (4) 1.3 基础物性.................................. 错误！未定义书签。 2.微晶硅薄膜太阳能电池 (5) 2.1 原理及结构 (5) 2.2 实验及制备方法............................ 错误！未定义书签。 3.非晶硅薄膜电池和微晶硅电池的优势及不足 (6) 3.1 非晶硅和 (6) 3.2 (7) 3.3 (7) 4.改进方法 (8) 4.1 (8) 4.2 (9) 4.3............................................ 错误！未定义书签。 4.4 (10) 4.5 (12) 5.研究进展和研究前景 (13) 6.结论 (13) 参考文献14