2022年各类太阳能电池特性对比表
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太阳能电池温度特性图文说明
除了太阳能电池的光谱特性外,温度特性也是太阳能电池的一个重要特征。
对于大部分太阳能电池,随着温度的上升,短路电流上升,开路电压减少,转换效率降低。
下图3-6为非晶硅太阳能电池片输出伏安特性随温度变化的一个例子。
0°C
25°C 50°C 75°C
I(A)P(V)
0°C
25°C 50°C 75°C I-V 特性曲线
P-V 特性曲线
图
3-6不同温度时非晶硅太阳能电池片的输出特性
下表2给出了单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池输出特性的温度系数(温度变化1℃对应参数的变化率,单位为:%/℃)测定的一次实验结果。
可以看出,随着温度变化开路电压变小,短路电流略微增大,导致转换效率的变低。
单晶硅与多晶硅转换效率的温度系数几乎相同,而非晶硅因为它的间隙大而导致它的温度系数较低。
表3-3 单晶硅与非晶硅电池特性
(表中的数值表示温度变化1℃的变化率(%/℃))
在太阳能电池板实际应用时必须考虑它的输出特性受温度的影响,特别是室外的太阳能电池,由于阳光的作用,太阳能电池在使用过程中温度可能变化比较大,因此温度系数是室外使用太阳能电池板时需要考虑的一个重要参数。
太阳能电池片效率功率对照表一、引言二、太阳能电池片的效率和功率1. 效率:太阳能电池片的效率指的是将太阳辐射能转化为电能的能力。
一般来说,太阳能电池片的效率越高,其转换太阳能为电能的能力越强。
太阳能电池片的效率通常以百分比表示,常见的效率范围为15%至25%。
2. 功率:太阳能电池片的功率指的是单位时间内产生的电能。
功率是电流和电压的乘积,通常以瓦特(W)表示。
太阳能电池片的功率与其效率和面积有关,功率越高意味着太阳能电池片单位面积产生的电能越多。
三、太阳能电池片效率功率对照表以下是一些常见太阳能电池片的效率和功率数据:1. 单晶硅太阳能电池片:单晶硅太阳能电池片是目前应用最广泛的太阳能电池片之一。
其效率通常在15%至22%之间,功率在200W 至350W之间。
2. 多晶硅太阳能电池片:多晶硅太阳能电池片是制造成本相对较低的一种太阳能电池片。
其效率通常在13%至18%之间,功率在150W至250W之间。
3. 薄膜太阳能电池片:薄膜太阳能电池片具有较高的柔韧性和透明性,可以应用于一些特殊场景。
其效率通常在10%至15%之间,功率在100W至200W之间。
4. 高效率太阳能电池片:除了上述常见太阳能电池片外,还有一些高效率太阳能电池片在不断研发中。
例如,钙钛矿太阳能电池片的效率已经超过25%,显示出很大的应用潜力。
四、太阳能电池片的应用太阳能电池片广泛应用于各种领域,包括太阳能发电系统、太阳能充电器、太阳能灯具等。
随着太阳能技术的不断进步和成本的不断降低,太阳能电池片的应用也越来越广泛。
太阳能发电系统是太阳能电池片最常见的应用之一。
通过将太阳能电池片组装成太阳能电池板,并与逆变器和储能系统等设备连接,可以将太阳能转化为电能供家庭或工业使用。
太阳能充电器是另一种常见的太阳能电池片应用。
太阳能充电器利用太阳能电池片将太阳能转化为电能,可以为手机、平板电脑、摄像机等电子设备提供绿色能源充电。
太阳能灯具是利用太阳能电池片将太阳能转化为电能供灯具使用的产品。
SHORT COMMUNICATIONResearchSolar Cell Efficiency Tables (Version 30)Martin A.Green 1*,y ,Keith Emery 2,Yoshihiro Hisikawa 3and Wilhelm Warta 41ARC Photovoltaics Centre of Excellence,University of New South Wales,Sydney 2052,Australia 2National Renewable Energy Laboratory,1617Cole Boulevard,Golden,CO 80401,USA 3National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST),Research Center for Photovoltaics (RCPV),Central 2,Umezono 1-1-1,Tsukuba,Ibaraki,Japan 4Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems,Department of Solar Cells –Materials and Technology,Heidenhofstr.2D-79110Freiburg,GermanyConsolidated tables showing an extensive listing of the highest independently confirmed efficiencies for solar cells and modules are presented.Guidelines for inclusion of results into these tables are outlined and new entries since January 2007are reviewed.Copyright #2007John Wiley &Sons,Ltd.key words :solar cell efficiency;photovoltaic efficiency;energy conversion efficiency Received 6June 2007INTRODUCTIONSince January 1993,‘Progress in Photovoltaics’has published six monthly listings of the highest confirmed efficiencies for a range of photovoltaic cell and module technologies.1–3By providing guidelines for the inclusion of results into these tables,this not only provides an authoritative summary of the current state of the art but also encourages researchers to seek independent confirmation of results and to report results on a standardised basis.In the present article,new results since January 2007are briefly reviewed.The most important criterion for inclusion of results into the tables is that they must have been measured by a recognised test centre listed in an earlier issue.2A distinction is made between three different eligible areas:total area;aperture area and designated illumination area.1‘Active area’efficiencies are not included.There are also certain minimum values of the area sought for the different device types (above 0Á05cm 2for a concentrator cell,1cm 2for a one-sun cell,and 800cm 2for a module).1Results are reported for cells and modules made from different semiconductors and for subcategories within each semiconductor grouping (e.g.crystalline,polycrystalline and thin film).NEW RESULTSHighest confirmed cell and module results are reported in Tables I,II and IV .Any changes in the tables from those previously published 3are set in bold type.In most cases,a literature reference is provided that describes either the result reported or a similar result.Table I summarises the best measurements for cells and submodules,Table II shows the best results for modules and Table IV shows the best results for concentrator cells and concentrator modules.Table III contains what might be described as ‘notable exceptions’.While not conformingPROGRESS IN PHOTOVOLTAICS:RESEARCH AND APPLICATIONS Prog.Photovolt:Res.Appl.2007;15:425–430Published online in Wiley InterScience ()DOI:10.1002/pip.781*Correspondence to:Martin A.Green,ARC Photovoltaics Centre of Excellence,University of New South Wales,Sydney 2052,Australia.yE-mail:m.green@.auCopyright #2007John Wiley &Sons,Ltd.to the requirements to be recognised as a class record,the cells and modules in this table have notable characteristics that will be of interest to sections of the photovoltaic community with entries based on their significance and timeliness.To ensure discrimination,Table III is limited to nominally 10entries with the present authors having voted for their preferences for inclusion.Readers who have suggestions of results for inclusion into this Table are welcome to contact any of the authors with full details.Suggestions conforming to the guidelines will be included on the voting list for a future issue.(A smaller number of ‘notable exceptions’for concentrator cells and modules additionally is included in Table IV ,as are results under a recently proposed low aerosol optical depth direct-beam spectrum 4).This issue of the tables has some exceptional results to report.The first new result is reported in Table I where the 18Á8%result for a 1cm 2CdS/Cu(In,Ga)Se 2polycrystalline cell 5fabricated by the National RenewableTable I.Confirmed terrestrial cell and submodule efficiencies measured under the global AM1Á5spectrum (1000W/m 2)at 258CClassification ÃEffic.y (%)Area z (cm 2)V oc (V)J sc (mA/cm 2)FF x (%)Test centre ô(and date)DescriptionSiliconSi (crystalline)24Á7Æ0.54Á00(da)0Á70642Á282Á8Sandia (3/99)UNSW PERL 9Si (multicrystalline)20Á3Æ0.51Á002(ap)0Á66437Á780Á9NREL (5/04)FhG-ISE 10Si (thin film transfer)16Á6Æ0.44Á017(ap)0Á64532Á878Á2FhG-ISE (7/01)U.Stuttgart (45m m thick)11Si (thin film submodule)9Á8Æ0Á396Á3(ap)0Á487ÃÃ27Á0ÃÃ74Á5Sandia (8/06)CSG Solar (1-2m m on glass;20cells)12III–V CellsGaAs (crystalline)25Á1Æ0Á8 3.91(t)1Á02228Á287Á1NREL (3/90)Kopin,AlGaAs window 13GaAs (thin film)24Á5Æ0Á51Á002(t)1Á02928Á882Á5FhG-ISE (5/05)Radboud U.,NL 14GaAs (multicrystalline)18Á2Æ0Á54Á011(t)0Á9942379Á7NREL (11/95)RTI,Ge substrate 15InP (crystalline)21Á9Æ0Á74Á02(t)0Á87829Á385Á4NREL (4/90)Spire,epitaxial 16Thin film chalcogenide CIGS (cell)18Á8Æ0Á61Á00(ap)0Á7033478Á7FhG-ISE (8/06)NREL,CIGS on glass 5CIGS (submodule)16Á6Æ0Á416Á0(ap)0Á661ÃÃ33Á4ÃÃ75Á1FhG-ISE (3/00)U.Uppsala,4serial cells 17CdTe (cell)16Á5Æ0Á5yy1Á032(ap)0Á84525Á975Á5NREL (9/01)NREL,mesa on glass 18Amorphous/Nanocrystalline Si Si (amorphous)zz 9Á5Æ0Á31Á070(ap)0Á85917Á563NREL (4/03)U.Neuchatel 19Si (nanocrystalline)10Á1Æ0Á21Á199(ap)0Á53924Á476Á6JQA (12/97)Kaneka (2m m on glass)20Photochemical Dye sensitised10Á4Æ0Á31Á004(ap)0Á72921Á865Á2AIST (8/05)Sharp 21Dye sensitised (submodule)6Á3Æ0Á226Á5(ap)6Á1451Á760Á4AIST (8/05)Sharp 22OrganicOrganic polymer xx 3Á0Æ0Á11Á001(ap)0Á5389Á6852Á4AIST (3/06)Sharp,fullerene derivative 23Multijunction devices GaInP/GaAs/Ge 32Á0Æ1Á53Á989(t)2Á62214Á3785NREL (1/03)Spectrolab (monolithic)GaInP/GaAs30Á34Á0(t)2Á48814Á2285Á6JQA (4/96)Japan Energy (monolithic)24GaAs/CIS (thin film)25Á8Æ1Á34Á00(t)———NREL (11/89)Kopin/Boeing (4terminal)25a-Si/m c-Si (thin submodule)ôô11Á7Æ0Á414Á23(ap)5Á4622Á9971Á3AIST (9/04)Kaneka (thin film)26ÃCIGS ¼CuInGaSe 2;a-Si ¼amorphous silicon/hydrogen alloy.yEffic.¼efficiency.z(ap)¼aperture area;(t)¼total area;(da)¼designated illumination area.xFF ¼fill factor.ôFhG-ISE ¼Fraunhofer Institut fu¨r Solare Energiesysteme;JQA ¼Japan Quality Assurance;AIST ¼Japanese National Institute of Advanced Industrial Science and Technology.ÃÃReported on a ‘per cell’basis.yyNot measured at an external laboratory.zzStabilized by 800h,1sun AM1Á5illumination at a cell temperature of 508C.xxStability not investigated.ôôStabilised by 174h,1sun illumination after 20h,5sun illumination at a sample temperature of 508C.Copyright #2007John Wiley &Sons,Ltd.Prog.Photovolt:Res.Appl.2007;15:425–430DOI:10.1002/pip426M.A.GREEN ET AL.Energy Laboratory (NREL),reported in the previous version of these Tables,3has now been confirmed at an external laboratory.An identical efficiency,the highest ever for a polycrystalline thin-film cell of this area,was measured at the Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (FhG-ISE).The second new result appears in Table II where an efficiency of 19Á7%is reported on an aperture area basis for a large crystalline silicon module fabricated by SunPower using cells from a commercial production line,with module efficiency measured at NREL.6On a total area basis,including module frame,efficiency was still above 19%.A third new result is reported in Table III,‘notable exceptions’.An efficiency of 33Á8%is reported for a small area (0Á25cm 2)GaInP/GaAs/GaInAs cell 7fabricated and measured by NREL under the one-sun global spectrum.This cell has too small an area to be considered as an outright record,but shows the large potential for future improvement with this technology.Table III.‘Notable exceptions’:‘Top ten’confirmed cell and module results,not class records (Global AM1Á5spectrum,1000W/m 2,258C).Classification ÃEffic.y (%)Area z (cm 2)V oc (V)J sc (mA/cm 2)FF (%)Test centre(and date)DescriptionCells (silicon)Si (MCZ crystalline)24Á5Æ0Á54Á0(da)0Á70441Á683Á5Sandia (7/99)UNSW PERL,SEH MCZ substrate 33Si (moderate area)23Á7Æ0Á522Á1(da)0Á70441Á581Á0Sandia (8/96)UNSW PERL,FZ substrate 27Si (large FZ crystalline)21Á8Æ0Á7147Á4(t)0Á67740Á080Á6FhG-ISE (3/06)SunPower FZ substrate 34Si (large CZ crystalline)21Á8Æ0Á5100Á4(t)0Á71838Á479Á0AIST (4/06)Sanyo HIT,n-type CZ substrate 35Si (large multicrystalline)18Á1Æ0Á5137Á7(t)0Á63636Á977Á0FhG-ISE (8/05)U.Konstanz,laser grooved 36Cells (other)GaInP/GaInAs/GaInAs (tandem)33Á8Æ2Á0ô0Á25(ap)2Á96013Á186Á8NREL (1/07)NREL,monolithic 7CIGS (thin film)19Á5Æ0Á60Á410(ap)0Á69335Á379Á4FhG-ISE (9/04)NREL,CIGS on glass 37a-Si/a-Si/a-SiGe (tandem)12Á1Æ0Á70Á27(da)2Á2977Á5669Á7NREL (10/96)USSC stabilised (monolithic)38Photoelectrochemical 11Á1Æ0Á30Á219(ap)0Á73620Á972Á2AIST (3/06)Sharp,dye sensitised 21Organic polymer4Á8Æ0Á2x 0Á142(ap)0Á8599Á0462Á1NREL (7/05)Konarka,polymer:PCBM blend 39,40ÃCIGS ¼CuInGaSe 2.yEffic.¼efficiency.z(ap)¼aperture area;(t)¼total area;(da)¼designated illumination area.xStability not investigated.ôNot measured at an external laboratory.Table II.Confirmed terrestrial module efficiencies measured under the global AM1Á5spectrum (1000W/m 2)at a celltemperature of 258CClassification ÃEffic.y (%)Area z (cm 2)V oc (V)I sc (A)FF x (%)Test centre (and date)DescriptionSi (crystalline)22Á7Æ0.6778(da)5Á603Á9380Á3Sandia (9/96)UNSW/Gochermann 27Si (large crystalline)19Á7Æ0Á712082(ap)48Á66Á3676Á9NREL (5/07)SunPower 6Si (multicrystalline)15Á3Æ0Á4ô1017(ap)14Á61Á3678Á6Sandia (10/94)Sandia/HEM 28Si (thin-film polycrystalline)8Á2Æ0Á2661(ap)25Á00Á31868Á0Sandia (7/02)Pacific Solar (1-2m m on glass)29CIGSS 13Á4Æ0Á73459(ap)31Á22Á1668Á9NREL (8/02)Showa Shell (Cd free)30CdTe10Á7Æ0Á54874(ap)26Á213Á20562Á3NREL (4/00)BP Solarex 31a-Si/a-SiGe/a-SiGe (tandem)ÃÃ10Á4Æ0Á5905(ap)4Á3533Á28566Á0NREL (10/98)USSC (a-Si/a-Si/a-Si:Ge)32ÃCIGSS ¼CuInGaSSe;a-Si ¼amorphous silicon/hydrogen alloy;a-SiGe ¼amorphous silicon/germanium/hydrogen alloy.yEffic.¼efficiency.z(ap)¼aperture area;(da)¼designated illumination area.xFF ¼fill factor.ôNot measured at an external laboratory.ÃÃLight soaked at NREL for 1000h at 508C,nominally 1-sun illumination.Copyright #2007John Wiley &Sons,Ltd.Prog.Photovolt:Res.Appl.2007;15:425–430DOI:10.1002/pipSOLAR CELL EFFICIENCY TABLES 427A major photovoltaic milestone is reported in Table IV ,the first solar cell to exceed 40%energy conversion efficiency.An efficiency of 40Á7%is reported at 240suns concentration (more correctly,240kW/m 2direct irradiance)under the low aerosol optical depth direct-beam spectrum 4for a triple-junction GaInP/GaInAs/Ge cell 8fabricated by Spectrolab and measured at NREL.DISCLAIMERWhile the information provided in these tables is provided in good faith,the authors,editors and publishers cannot accept direct responsibility for any errors or omissions.REFERENCES1.Green MA,Emery K,King DL,Igari S.Solar cell efficiency tables (version 15).Progress in Photovoltaics:Research and Applications 2000;8:187–196.2.Green MA,Emery K,King DL,Igari S.Solar cell efficiency tables (version 17).Progress in Photovoltaics:Research and Applications 2001;9:49–56.3.Green MA,Emery K,King DL,Hishikawa Y ,Warta W.Solar cell efficiency tables (version 29).Progress in Photovoltaics:Research and Applications 2007;15:35–40.4.Gueymard CA,Myers D,Emery K.Proposed reference irradiance spectra for solar energy systems testing.Solar Energy 2002;73:443–467.Table IV .Terrestrial concentrator cell and module efficiencies measured under the direct beam AM1Á5spectrum at a celltemperature of 258CClassificationEffic.Ã(%)Area y (cm 2)Intensity z (suns)Test centre (and date)DescriptionSingle cells GaAs 27Á8Æ1Á00Á203(da)216Sandia x (8/88)Varian,Entech cover 41Si26Á8Æ0Á81Á60(da)96FhG-ISE (10/95)SunPower back-contact 42CIGS (thin film)21Á5Æ1Á5ô0Á102(da)14NREL (2/01)NRELMultijunction cellsGaInP/GaAs/Ge (2-terminal)34Á7Æ1Á70Á267(da)333NREL (9/03)Spectrolab,monolithic SubmodulesGaInP/GaAs/Ge 27Á0Æ1Á534(ap)10NREL (5/00)ENTECH 43Modules Si20Á3Æ0Á8ô1875(ap)80Sandia (4/89)Sandia/UNSW/ENTECH (12cells)44Low-AOD spectrumGaInP/GaInAs/Ge (2-terminal)40Á7Æ2Á4ÃÃ0Á267(da)240NREL (9/06)Spectrolab,lattice-mismatched 8Si27Á6Æ1Á0ÃÃ1Á00(da)92FhG-ISE (11/04)Amonix back-contact 45‘Notable exceptions’GaAs/GaSb (4-terminal)32Á6Æ1Á70Á053(da)100Sandia x (10/89)Boeing,mechanical stack 46InP/GaInAs (3-terminal)31Á8Æ1Á6ô0Á063(da)50NREL (8/90)NREL,monolithic 47GaInP/GaInAs (2-terminal)30Á2Æ1Á20Á1330(da)300NREL/FhG-ISE (6/01)Fraunhofer,monolithic 48GaAs (high concentration)26Á2Æ1Á00Á203(da)1000Sandia x (8/88)Varian 49Si (large area)21Á6Æ0Á720Á0(da)11Sandia x (9/90)UNSW laser grooved 50ÃEffic.¼efficiency.y(da)¼designated illumination area;(ap)¼aperture area.zOne sun corresponds to direct irradiance of 1000Wm À2.xMeasurements corrected from originally measured values due to Sandia recalibration in January 1991.ôNot measured at an external laboratory.ÃÃLow aerosol optical depth direct beam AM1Á5spectrum.Copyright #2007John Wiley &Sons,Ltd.Prog.Photovolt:Res.Appl.2007;15:425–430DOI:10.1002/pip428M.A.GREEN ET AL.SOLAR CELL EFFICIENCY TABLES429 5.Contreras MA,Egaas B,Ramanathan K,Hiltner J,Swartzlander A,Hasoon F,NoufiR.Progress towards20%efficiency in Cu(In,Ga)Se polycrystalline thin-film solar cell.Progress in Photovoltaics:Research and Applications 1999;7:311–316.6.Rose D,Koehler O,Kaminar N,Mulligan B,King D.Mass production of PV modules with18%total-area efficiencyand high energy delivery per peak Watt.IEEE4th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion,pp.2018–2023,May7–12,2006,Waikoloa,HI.7.Wanlass M,Ahrenkiel P,Albin D,Carapella J,Duda A,Emery K,Friedman D,Geisz J,Jones K,Kibbler A,Kiehl J,Kurtz S,McMahon W,Moriarty T,Olson J,Ptak A,Romero M,Ward S.Monolithic,Ultra-Thin GaInP/GaAs/GaInAs Tandem Solar Cells,4th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion(WCEP-4),Hawaii,May2006,pp.729–732.8.King RR,Sherif RA,Law DC,Yen JT,Haddad M,Fetzer ZM,Edmondson KM,Kinsey GS,Yoon H,Joshi M,MesropianS,Cotal HL,Krut DD,Ermer JH,Karam NH.New horizons in III-V multijunction terrestrial concentrator cell research.21st European PV Solar Energy Conference,Dresden,September2006.9.Zhao J,Wang A,Green MA,Ferrazza F.Novel19.8%efficient‘‘honeycomb’’textured multicrystalline and24.4%monocrystalline silicon solar cells.Applied Physics Letters1998;73:1991–1993.10.Schultz O,Glunz SW,Willeke GP.Multicrystalline Silicon Solar Cells Exceeding20%Efficiency.Progress inPhotovoltaics:Research and Applications2004;12:553–558.11.Bergmann RB,Rinke TJ,Berge C,Schmidt J,Werner JH.Advances in monocrystalline Si thin-film solar cells by layertransfer.Technical Digest,PVSEC-12,June,2001,Chefju Island,Korea,11–15.12.Basore PA.CSG-1:manufacturing a new polycrystalline silicon PV technology.4th World Conference on PhotovoltaicEnergy Conversion(WCEP-4),Hawaii,May,2006,pp.2089–2093.13.Gale RP,McClelland RW,Dingle DB,Gormley JV,Burgess RM,Kim NP,Mickelsen RA,Stanbery BF.High-efficiency GaAs/CuInSe2and AlGaAs/CuInSe2thin-film tandem solar cells.Conference Record,21st IEEE Photovoltaic Specialists Conference,Kissimimee,May1990,53–57.14.Bauhuis GJ,Mulder P,Schermer JJ,HaverKamp EJ,vanDeelen J,Larsen PK.HighefficiencythinfilmGaAssolarcellswithimproved radiation hardness.20th European Photovoltaic Solar Energy Conference,Barcelona,June,2005;468–471.15.Venkatasubramanian R,O’Quinn BC,Hills JS,Sharps PR,Timmons ML,Hutchby JA,Field H,Ahrenkiel A,KeyesB.18.2%(AM1Á5)efficient GaAs solar cell on optical-grade polycrystalline Ge substrate.Conference Record,25thIEEE Photovoltaic Specialists Conference,Washington,May1997,31–36.16.Keavney CJ,Haven VE,Vernon SM.Emitter structures in MOCVD InP solar cells.Conference Record,21st IEEEPhotovoltaic Specialists Conference,Kissimimee,May,1990,141–144.17.Kessler J,Bodegard M,Hedstrom J,Stolt L.New world record Cu(In,Ga)Se2based mini-module:16.6%.Proceedings,16th European Photovoltaic Solar Energy Conference,Glasgow,2000,2057–2060.18.Wu X,Keane JC,Dhere RG,DeHart C,Duda A,Gessert TA,Asher S,Levi DH,Sheldon P.16.5%-efficient CdS/CdTe polycrystalline thin-film solar cell.Conf.Proceedings,17th European Photovoltaic Solar Energy Conference, Munich,22–26October2001,995–1000.19.Meier J,Sitznagel J,Kroll U,Bucher C,Fay S,Moriarty T,Shah A.Potential of amorphous and microcrystallinesilicon solar cells.Thin Solid Films2004;451–452:518–524.20.Yamamoto K,Toshimi M,Suzuki T,Tawada Y,Okamoto T,Nakajima A.Thinfilm poly-Si solar cell on glasssubstrate fabricated at low temperature.MRS Spring Meeting,April,1998,San Francisco.21.Chiba Y,Islam A,Kakutani K,Komiya R,Koide N,Han L.High efficiency dye sensitized solar cells.TechnicalDigest,15th International Photovoltaic Science and Engineering Conference,Shanghai,October,2005,665–666.22.Han L,Fukui A,Fuke N,Koide N,Yamanaka R.High efficiency of dye sensitized solar cell and module.4th WorldConference on Photovoltaic Energy Conversion(WCEP-4),Hawaii,May,2006.23.Lee H-J,Arai T,Takeuchi Y,Koide N,Ham L,Shimizu M.Improvement of efficiency of polymer solar cells withsoluble fullerene derivatives.4th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion(WCEP-4),Hawaii,May,2006.24.Ohmori M,Takamoto T,Ikeda E,Kurita H.High efficiency InGaP/GaAs tandem solar cells.Tech.Digest,International PVSEC-9,Miyasaki,Japan,November,1996,525–528.25.Mitchell K,Eberspacher C,Ermer J,Pier D.Single and tandem junction CuInSe2cell and module technology.Conf.Record,20th IEEE Photovoltaic Specialists Conference,Las Vegas,September,1988,1384–1389.26.Yoshimi M,Sasaki T,Sawada T,Suezaki T,Meguro T,Matsuda T,Santo K,Wadano K,Ichikawa M,Nakajima A,Yamamoto K.High efficiency thinfilm silicon hybrid solar cell module on1m2-class large area substrate.Conf.Record, 3rd World Conference on Photovoltaic Energy Conversion,Osaka,May,2003,1566–1569.27.Zhao J,Wang A,Yun F,Zhang G,Roche DM,Wenham SR,Green MA.20,000PERL silicon cells for the‘‘1996World Solar Challenge’’solar car race.Progress in Photovoltaics1997;5:269–276.Copyright#2007John Wiley&Sons,Ltd.Prog.Photovolt:Res.Appl.2007;15:425–430DOI:10.1002/pip430M.A.GREEN ET AL.28.King DL,Schubert WK,Hund TD.World’sfirst15%efficiency multicrystalline silicon modules.Conf.Record,1stWorld Conference on Photovoltaic Energy Conversion,Hawaii,December,1994,1660–1662.29.Basore PA.Pilot production of thin-film crystalline silicon on glass modules.Conf.Record,29th IEEE PhotovoltaicSpecialists Conference,New Orleans,May,2002,49–52.30.Tanaka Y,Akema N,Morishita T,Okumura D,Kushiya K.Improvement of V oc upward of600mV/cell withCIGS-based absorber prepared by Selenization/Sulfurization.Conf.Proceedings,17th EC Photovoltaic Solar Energy Conference,Munich,October,2001,989–994.31.Cunningham D,Davies K,Grammond L,Mopas E,O’Connor N,Rubcich M,Sadeghi M,Skinner D,Trumbly T.Large area Apollo TM module performance and reliability.Conf.Record,28th IEEE Photovoltaic Specialists Conference, Alaska,September,2000,13–18.32.Yang J,Banerjee A,Glatfelter T,Hoffman K,Xu X,Guha S.Progress in triple-junction amorphous silicon-based alloysolar cells and modules using hydrogen dilution.Conf.Record,1st World Conference on Photovoltaic Energy Conversion,Hawaii,December,1994,380–385.33.Zhao J,Wang A,Green MA.24.5%efficiency silicon PERT cells on MCZ substrates and24.7%efficiency PERL cellson FZ substrates.Progress in Photovoltaics1999;7:471–474.34.McIntosh K,Cudzonovic M,Smith D,Mulligan W,Swanson R.The choice of silicon wafer for the production ofrear-contact solar cells.Conference.Record,3rd World Conference on Photovoltaic Energy Conversion,Osaka,May 2003,971–974.35.Maruyama E,Terakawa A,Taguchi M,Yoshimine Y,Ide D,Baba T,Shima M,Sakata H,Tanaka M.Sanyo’schallenges to the development of high-efficiency HIT solar cells and the expansion of HIT business.4th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion(WCEP-4),Hawaii,May,2006.36.McCann M,Raabe B,Jooss W,Kopecek R,Fath P.18.1%efficiency for a large area,multi-crystalline silicon solarcell.4th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion(WCEP-4),Hawaii,May,2006.37.Contreras MA,Ramanathan K,AbuShama J,Hasoon F,Young D,Egass B,NoufiR.Diode characteristics instate-of-the-art ZnO/CdS/CuIn(1-x)Ga x Se2solar cells.Progress in Photovoltaics2005;13:209–216.38.Yang J,Banerjee A,Sugiyama S,Guha S.Recent progress in amorphous silicon alloy leading to13%stable cellefficiency.Conf.Record,26th IEEE Photovoltaic Specialists Conference,Anaheim,September/October,1997, 563–568.39.Heeger AJ.Solar cells and light-emittingfield effect transistors:recent progress in Santa Barbara,Materials and BasicResearch Needs for Solar Energy Conversion,MRS Spring Symposium,San Francisco,April,2006.40.See .41.Kaminar NR,Liu DD,MacMillan HF,Partain LD,Ladle Ristow M,Virshup GF,Gee JM.Concentrator efficiencies of29.2%for a GaAs cell and24.8%for a mounted cell-lens assembly.20th IEEE Photovoltaic Specialists Conference,LasVegas,September,1988,766–768.42.Verlinden PJ,Swanson RM,Crane RA,Wickham K,Perkins J.A26.8%efficient concentrator point-contact solar cell.Conf.Record,13th European Photovoltaic Solar Energy Conference,Nice,October,1995,1582–1585.43.O’Neil MJ,McDanal AJ.Outdoor measurement of28%efficiency for a mini-concentrator module.Proceedings,National Center for Photovoltaics Program Review Meeting,Denver,16–19April,2000.44.Chiang CJ,Richards EH.A20%efficient photovoltaic concentrator module.Conf.Record,21st IEEE PhotovoltaicSpecialists Conference,Kissimimee,May,1990,861–863.45.Slade A,Garboushian V.27.6%efficient silicon concentrator cell for mass production.Technical Digest,15thInternational Photovoltaic Science and Engineering Conference,Shanghai,October2005,701.46.Fraas LM,Avery JE,Sundaram VS,Kinh VT,Davenport TM,Yerkes JW,Gee JM,Emery KA.Over35%efficientGaAs/GaSb stacked concentrator cell assemblies for terrestrial applications.Conf.Record,21st IEEE Photovoltaic Specialists Conference,Kissimimee,May,1990,190–195.47.Wanless MW,Coutts TJ,Ward JS,Emery KA,Gessert TA,Osterwald CR.Advanced high-efficiency concentratortandem solar cells.Conf.Record,21st IEEE Photovoltaic Specialists Conference,Kissimimee,May,1990,38–45.48.Bett AW,Baur C,Beckert R,Diimroth F,Letay G,Hein M,Muesel M,van Riesen S,Schubert U,Siefer G,SulimaOV,Tibbits TND.Development of high-efficiency mechanically stacked GaInP/GaInAs-GaSb triple-junction con-centrator solar cells.Conf.Record,17th European Solar Energy Conference,Munich,October,2001,84–87.49.MacMillan HF,Hamaker HC,Kaminar NR,Kuryla MS,Ladle Ristow M,Liu DD,Virshup GF.28%efficient GaAssolar cells.20th IEEE Photovoltaic Specialists Conference,Las Vegas,September,1988,462–468.50.Zhang F,Wenham SR,Green rge area,concentrator buried contact solar cells.IEEE Transactions on ElectronDevices1995;42:144–149.Copyright#2007John Wiley&Sons,Ltd.Prog.Photovolt:Res.Appl.2007;15:425–430DOI:10.1002/pip。
太阳能电池各电性能参数的本质及工艺意义⏹武宇涛⏹电性能参数主要有:V oc,Isc,Rs,Rsh,FF,Eff,Irev1,…电性能参数在生产过程中尤其是在实时的生产控制现场,非常及时地反映了整个生产线生产工艺尤其是后道工序的动态变化情况,为我们对产线的控制及生产设备工艺参数的实时调节起到了非常重要的参考作用。
从可控性难易角度来说,V oc,Rs,Rsh,主要和原材料及生产工艺的本身特征相关,与工艺现场的调控波动性关系不是特别紧密,可称之为长程可控参数。
而Isc,FF, Irev1与工艺现场的调控联系紧密,对各调控参数比较敏感,可称之为短程可控参数。
当然我们最关心的是效率Eff。
而Eff则是以上所有参数的综合表现。
太阳能电池的理论基础建立在以下几个经典公式之上:Voc=(KT/q)×ln(Isc/Io+1)Voc=(KT/q)×ln(N aNd/ni2) 12 FF=Pm/(Voc×Isc)=Vm×Im/ (Voc×Isc) 34Eff=Pm/(APin)=FF×Voc×Isc/APin=FF×Voc×Jsc/Pin 5图-1太阳能电池的I-V曲线图-2太阳能电池等效电路从上面5式我们可以看到,与效率直接相关的电性能参数主要有:FF,Voc, Isc。
在生产中我们还比较关心暗电流情况:Irev1,由1式可以看出,它与Voc有比较紧密地联系(实际也是这样的)。
为了更好地说明各参数间的联系,这里先录用几组数据如下:表-1以上P156均系LDK片源。
1,Voc由于光生电子-空穴对在内建场的作用下分别被收集到耗尽层的两端,从而形成电势。
所以我们认为Voc是内建电场即PN 结扫集电流的能力的直观表现。
由上面公式1所反映,Voc主要与电池片的参杂浓度(Nd)相关。
对于宽△Eg的电池材料,相对会有比较高的Voc;但△Eg过高,又会导致光吸收效率的迅速下降(主要是长波段响应降低),使Isc是降低,所以需要找到一个最佳掺杂深度值。
太阳能电池的材料及性能分析随着环保意识的日益提高,太阳能电池这种绿色能源已经成为了人们关注的重点。
太阳能电池可将太阳能转化为电能供电,减少了对传统化石能源的依赖,具备无污染、可再生等优势,在未来的能源市场中具有广阔的发展前景。
而太阳能电池的核心技术之一就是材料的选用,不同的太阳能电池材料具有不同的性能和特点,对于太阳能电池性能的提高和成本的降低都起到了关键作用。
一、硅基太阳能电池硅基太阳能电池是当前市场上最主流的太阳能电池,也是最为成熟的太阳能电池技术之一。
硅基太阳能电池主要靠p型硅和n型硅两种不同掺杂的硅材料组成。
目前硅基太阳能电池分为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池三种类型。
硅基太阳能电池的优点是具有较高的转换效率,太阳能电池制造成本较低;缺点是材料稳定性较差,且制造过程会对环境产生污染。
此外,硅基太阳能电池的材料制造成本占整个太阳能电池系统制造成本的大部分,因此在未来硅基太阳能电池材料的成本降低势在必行。
二、薄膜太阳能电池薄膜太阳能电池相对于硅基太阳能电池来说,薄膜太阳能电池既可用于大面积太阳能电池组件的生产,也可用于具有多种复杂形态的器件的生产,具有制造成本低、重量轻、透明度高等优势。
目前主流的薄膜太阳能电池主要有铜铟镓硒(CIGS)太阳能电池、铜锌锡硫(CZTS)太阳能电池、有机太阳能电池和染料敏化太阳能电池等。
CIGS铜铟镓硒太阳能电池是目前薄膜太阳能电池中发展最为成熟的一种。
CIGS太阳能电池主要由铜、铟、镓、硒等元素组成,采用真空热蒸发技术在玻璃基板上进行涂覆、热处理、反应等工艺制造而成,具备高转换效率、长寿命等优点,但制造成本较高。
CZTS铜锌锡硫太阳能电池是一种新型的薄膜太阳能电池,在近年来得到了研究人员的广泛关注。
CZTS太阳能电池的材料成本低于CIGS材料,而且是由地球上最丰富的元素组成,具有极高的潜力和发展前景,但转换效率较低、稳定性差等问题也亟待解决。
太阳能电池各电性能参数的本质及工艺意义⏹武宇涛⏹电性能参数主要有:Voc,Isc,Rs,Rsh,FF,Eff,Irev1,…电性能参数在生产过程中尤其是在实时的生产控制现场,非常及时地反映了整个生产线生产工艺尤其是后道工序的动态变化情况,为我们对产线的控制及生产设备工艺参数的实时调节起到了非常重要的参考作用。
从可控性难易角度来说,Voc,Rs,Rsh,主要和原材料及生产工艺的本身特征相关,与工艺现场的调控波动性关系不是特别紧密,可称之为长程可控参数。
而Isc,FF, Irev1与工艺现场的调控联系紧密,对各调控参数比较敏感,可称之为短程可控参数。
当然我们最关心的是效率Eff。
而Eff则是以上所有参数的综合表现。
太阳能电池的理论基础建立在以下几个经典公式之上:Voc=(KT/q)×ln(Isc/Io+1)Voc=(KT/q)×ln(N aNd/ni2) 12 FF=Pm/(Voc×Isc)=Vm×Im/ (Voc×Isc) 34Eff=Pm/(APin)=FF×Voc×Isc/APin=FF×Voc×Jsc/Pin 5图-1太阳能电池的I-V曲线图-2太阳能电池等效电路从上面5式我们可以看到,与效率直接相关的电性能参数主要有:FF,Voc, Isc。
在生产中我们还比较关心暗电流情况:Irev1,由1式可以看出,它与Voc有比较紧密地联系(实际也是这样的)。
为了更好地说明各参数间的联系,这里先录用几组数据如下:在620mv左右达到了峰值。
另外通过对高Voc电池片(如E-CELL)进行QE扫描发现其长波长响应显著降低。
在现在既定工艺背景下,在没有大的工艺改动下,对产线的技术参数调整对Voc影响不会太大。
在生产中,我们曾对各种能够调节的参数进行了大量的调整,尤其是背电场和烧结温度参数方面,但结果总是很不理想,比如P156的LDK的片子其整体平均值变化范围也就是618m v±2mv左右。
太阳能电池片目录国内常用的太阳能电池片根据尺寸和单多晶可分为:太阳能电池片单晶125*125多晶156*156单晶150*150单晶103*103多晶125*125编辑本段太阳能电池片的技术参数25*125单晶电池片晶体硅太阳电池的优良性能简介:·高效率,低衰减,可靠性强;·先进的扩散技术,保证了片间片内的良好均匀性,降低了电池片之间的匹配损失;·运用先进的管式PECVD成膜技术,使得覆盖在电池表面的深蓝色氮化硅减反射膜致密、均匀、美观;·应用高品质的金属浆料制作电极和背场。
确保了电极良好的导电性、可焊性以及背场的平整性;·高精度的丝网印刷图形,使得电池片易于自动焊接。
156*156多晶电池片晶体硅太阳电池的优良性能简介:·高效率,低衰减,可靠性强;·先进的扩散技术,保证了片间片内的良好均匀性,降低了电池片之间的匹配损失;·运用先进的管式PECVD成膜技术,使得覆盖在电池表面的深蓝色氮化硅减反射膜致密、均匀、美观;·应用高品质的金属浆料制作电极和背场。
确保了电极良好的导电性、可焊性以及背场的平整性;·高精度的丝网印刷图形,使得电池片易于自动焊接。
125单晶电池组件晶体硅太阳能电池组件的优良性能简介:·SF-PV的组件可以满足不同的消费层次·使用高效率的硅太阳能电池·组件标称电压24/12V DC·3.2mm厚的钢化玻璃·为提高风的压力和雪的负载,使用耐用的铝框架以方便装配,·组件边框设计有用于排水的漏水孔消除了在冬天雨或雪水长期积累在框架内造成结冰甚至使框架变形·电缆线使用快速连接头来装配·满足顾客要求的包装·保证25年的使用年限156多晶电池组件晶体硅太阳能电池组件的优良性能简介:·SF-PV的组件可以满足不同的消费层次·使用高效率的硅太阳能电池·组件标称电压24/12V DC·3.2mm厚的钢化玻璃·为提高风的压力和雪的负载,使用耐用的铝框架以方便装配,·组件边框设计有用于排水的漏水孔消除了在冬天雨或雪水长期积累在框架内造成结冰甚至使框架变形·电缆线使用快速连接头来装配·满足顾客要求的包装·保证25年的使用年编辑本段中国太阳能光伏设备产业的发展依靠中国半导体设备行业数十年来的技术积累,通过和一流光伏电池企业的深度合作,经过连续多年的不懈努力,中国光伏设备企业已基本具备太阳能电池制造设备的整线装备能力。
以化合物半导体为基体制成的太阳能电池。
在种类繁多的化合物半导体材料中,不乏兼备优良光电特性、高稳定性、宜于加工制造的太阳能电池材料。
化合物可构成同质结太阳能电池、异质结太阳能电池和肖特基结太阳能电池。
它既可制成高效或超高效太阳能电池,又可制成低成本大面积薄膜太阳能电池,从而拓宽了光电材料的研究范围,也极大地丰富了太阳能电池家族。
目前,世界上光电转换效率最高的是化合物半导体太阳能电池(如砷化镓太阳能电池效率η=24%~28%),或者是以化合物作为重要组分的太阳能电池(如砷化镓和硅叠合聚光太阳能电池效率η=32%~37%,薄膜硒铟铜/非晶硅太阳能电池效率η=14%~17%)。
在元素周期表中的Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体,如砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP);Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体,如硫化镉(CdS)、硒化镉(CdSe)、碲化镉(CdTe)、硫化锌(ZnS)、硒化锌(ZnSe)、碲化锌(ZnTe)等,都具有直接禁带跃迁的能带结构,吸收系数大,结构比较稳定。
若用Ⅰ-Ⅲ族元素取代Ⅱ-Ⅵ族化合物中的Ⅱ族元素,则得到Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族三元化合物,如硒铟铜(CuInSe)、硫铟铜(CuInS)等。
对应地,用Ⅱ-Ⅳ族元素代替Ⅲ-Ⅴ族化合物中的Ⅲ族元素,则构成Ⅱ-Ⅳ-Ⅴ族三元化合物,如锌硅砷(ZnSiAs2)等。
从中可以挑选禁带宽度适合于吸收不同波长的太阳光、且可制成低电阻p型或n型基体的化合物半导体来制造太阳能电池。
具有代表性的化合物半导体太阳能电池有砷化镓太阳能电池、硫化镉太阳能电池和硒铟铜太阳能电池。
砷化镓太阳能电池Ⅲ-Ⅴ族化合物太阳能电池,其主要特点是:(1) GaAs的禁带宽度达1.43 eV,能有效地吸收太阳光,其理论效率达28%。
(2) GaAs是直接禁带跃迁材料,吸收系数大。
吸收90%的太阳能只需5μm厚的GaAs,而硅则需厚为100μm以上才能吸收同样多的太阳能。
(3)耐高温,耐辐射,适宜于做聚光太阳能电池(聚光比可以高达1000~1735倍),也适宜于做太空飞行器上用的太阳能电池。
太阳能电池板型号对比太阳能电池板是利用太阳光能够将光能转换成电能的设备,用于太阳能发电系统。
太阳能电池板的型号有很多种,每种型号有着不同的性能和适用范围。
本文将重点介绍太阳能电池板的型号对比。
一、硅片太阳能电池板硅片太阳能电池板是目前使用最广泛的太阳能电池板。
硅片太阳能电池板的结构是将多个硅片按照一定的规格和方式并联或串联在一起组成。
硅片太阳能电池板的优点是成本低,转换效率高,使用寿命长,适用范围广。
但是,硅片太阳能电池板也有缺点,就是重量大、制作过程复杂和易受温度和光照强度影响。
二、非晶硅太阳能电池板非晶硅太阳能电池板是一种新型太阳能电池板,结构相对简单,使用较为方便,轻量化、薄型化、柔性化、高透光率,能够适应更多的结构设计。
非晶硅太阳能电池板的性能也有优劣之处。
它的优点是光照强度较低时,转换效率仍较高,寿命长,性能不受温度影响;缺点则是成本较高,光照强度较高时转换效率较低,同时室温下的性能比较不稳定。
三、柔性太阳能电池板柔性太阳能电池板是一种可弯曲、可折叠、可裁切、自粘贴方便使用的太阳能电池板。
它采用柔性材料制成,便于在弯曲和形状复杂的表面上安装。
柔性太阳能电池板的优点主要是有很好的应用极性,方便安装,广泛应用于船舶、军事等领域。
但柔性电池也有一些缺点,主要是转换效率和使用寿命较低、安装不便等。
四、铜铟镓硒太阳能电池板铜铟镓硒太阳能电池板在优点方面表现得相当亮眼。
转换效率高(可达21%)、使用寿命长、温度稳定性强、适应性强、重量轻等等。
铜铟镓硒太阳能电池板的材料成本很高,制作过程较为复杂,每个电池板的产量相对较低,价格也比其他型号的太阳能电池板昂贵,限制了其发展。
五、多晶硅太阳能电池板多晶硅太阳能电池板是一种普通的太阳能电池板,其制作过程简单,价格低廉,具有成本低廉、良好的紫外光响应等特点。
但多晶硅太阳能电池板的转换效率较低(15% ~ 17%),使用寿命相较于硅片太阳能电池板也较短,对于光照强度和温度较为敏感。
太阳能电池各电性能参数的本质及工艺意义⏹武宇涛⏹电性能参数主要有:V oc,Isc,Rs,Rsh,FF,Eff,Irev1,…电性能参数在生产过程中尤其是在实时的生产控制现场,非常及时地反映了整个生产线生产工艺尤其是后道工序的动态变化情况,为我们对产线的控制及生产设备工艺参数的实时调节起到了非常重要的参考作用。
从可控性难易角度来说,V oc,Rs,Rsh,主要和原材料及生产工艺的本身特征相关,与工艺现场的调控波动性关系不是特别紧密,可称之为长程可控参数。
而Isc,FF, Irev1与工艺现场的调控联系紧密,对各调控参数比较敏感,可称之为短程可控参数。
当然我们最关心的是效率Eff。
而Eff则是以上所有参数的综合表现。
太阳能电池的理论基础建立在以下几个经典公式之上:Voc=(KT/q)×ln(Isc/Io+1)Voc=(KT/q)×ln(N aNd/ni2) 12 FF=Pm/(Voc×Isc)=Vm×Im/ (Voc×Isc) 34Eff=Pm/(APin)=FF×Voc×Isc/APin=FF×Voc×Jsc/Pin 5图-1太阳能电池的I-V曲线图-2太阳能电池等效电路从上面5式我们可以看到,与效率直接相关的电性能参数主要有:FF,Voc, Isc。
在生产中我们还比较关心暗电流情况:Irev1,由1式可以看出,它与Voc有比较紧密地联系(实际也是这样的)。
为了更好地说明各参数间的联系,这里先录用几组数据如下:表-1以上P156均系LDK片源。
1,Voc由于光生电子-空穴对在内建场的作用下分别被收集到耗尽层的两端,从而形成电势。
所以我们认为Voc是内建电场即PN 结扫集电流的能力的直观表现。
由上面公式1所反映,Voc主要与电池片的参杂浓度(Nd)相关。
对于宽△Eg的电池材料,相对会有比较高的Voc;但△Eg过高,又会导致光吸收效率的迅速下降(主要是长波段响应降低),使Isc是降低,所以需要找到一个最佳掺杂深度值。
太阳能电池的分类与特点太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置,它由不同材料制成。
根据材料的不同,太阳能电池可以分为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池、染料敏化太阳能电池、聚合物太阳能电池等多种类型。
每种类型的太阳能电池都有其独特的特点和适用范围,下面将逐一介绍这些分类和特点。
1. 单晶硅太阳能电池:单晶硅太阳能电池是最常见的太阳能电池之一,它采用高纯度的单晶硅材料制成。
其特点包括高效率、长寿命和稳定性强。
单晶硅太阳能电池的高效率意味着单个电池的发电能力较强,因此在有限的面积内可以获得更多的电能。
此外,单晶硅太阳能电池通常具有较长的寿命,可在正常使用条件下运行20年以上。
然而,由于制造工艺较为复杂,单晶硅太阳能电池的成本较高,因此价格也相对较贵。
2. 多晶硅太阳能电池:多晶硅太阳能电池是另一种常见的太阳能电池类型,它由多晶硅材料制成。
与单晶硅太阳能电池相比,多晶硅太阳能电池的制造工艺更简单,成本也较低。
然而,多晶硅太阳能电池的效率较低,发电能力相对较弱,但仍然可以满足家庭和商业用途的基本需求。
此外,多晶硅太阳能电池的寿命较长,可持续发电15年以上。
3. 非晶硅太阳能电池:非晶硅太阳能电池是一种采用非晶硅材料制成的薄膜太阳能电池。
与单晶硅和多晶硅太阳能电池相比,非晶硅太阳能电池的制造工艺更简单,可以在较大面积的基板上快速制造。
非晶硅太阳能电池还具有较高的灵活性,可以适应不同形状的物体,因此广泛应用于卷曲表面和柔性电子设备。
然而,与其他太阳能电池相比,非晶硅太阳能电池的效率较低,需要更大的面积才能获得相同的发电能力。
4. 染料敏化太阳能电池:染料敏化太阳能电池是一种基于染料分子的太阳能电池。
它利用染料分子吸收光子,激发电子跃迁并产生电流。
相比于硅基太阳能电池,染料敏化太阳能电池具有灵活性好、制造工艺简单、成本低廉和透明度高等优势。
然而,染料敏化太阳能电池的稳定性较差,寿命较短,通常需在几年内更换。
太阳能电池的基本特性与性能参数太阳能电池是一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。
当光线照射太阳能电池表面时,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。
太阳能电池的基本特性太阳能电池的基本特性有太阳能电池的极性、太阳电池的性能参数、太阳能电池的伏安特性三个基本特性。
具体解释如下1、太阳能电池的极性硅太阳能电池的一般制成P+/N型结构或N+/P型结构,P+和N+,表示太阳能电池正面光照层半导体材料的导电类型;N和P,表示太阳能电池背面衬底半导体材料的导电类型。
太阳能电池的电性能与制造电池所用半导体材料的特性有关。
2、太阳电池的性能参数太阳电池的性能参数由开路电压、短路电流、最大输出功率、填充因子、转换效率等组成。
这些参数是衡量太阳能电池性能好坏的标志。
3 太阳能电池的伏安特性P-N结太阳能电池包含一个形成于表面的浅P-N结、一个条状及指状的正面欧姆接触、一个涵盖整个背部表面的背面欧姆接触以及一层在正面的抗反射层。
当电池暴露于太阳光谱时,能量小于禁带宽度Eg的光子对电池输出并无贡献。
能量大于禁带宽度Eg的光子才会对电池输出贡献能量Eg,大于Eg的能量则会以热的形式消耗掉。
因此,在太阳能电池的设计和制造过程中,必须考虑这部分热量对电池稳定性、寿命等的影响。
有关太阳电池的性能参数1、开路电压开路电压UOC:即将太阳能电池置于100 mW/cm2的光源照射下,在两端开路时,太阳能电池的输出电压值。
2、短路电流短路电流ISC:就是将太阳能电池置于标准光源的照射下,在输出端短路时,流过太阳能电池两端的电流。
太阳能电池各电性能参数的本质及工艺意义⏹武宇涛⏹电性能参数主要有:Voc,Isc,Rs,Rsh,FF,Eff,Irev1,…电性能参数在生产过程中尤其是在实时的生产控制现场,非常及时地反映了整个生产线生产工艺尤其是后道工序的动态变化情况,为我们对产线的控制及生产设备工艺参数的实时调节起到了非常重要的参考作用。
从可控性难易角度来说,Voc,Rs,Rsh,主要和原材料及生产工艺的本身特征相关,与工艺现场的调控波动性关系不是特别紧密,可称之为长程可控参数。
而Isc,FF, Irev1与工艺现场的调控联系紧密,对各调控参数比较敏感,可称之为短程可控参数。
当然我们最关心的是效率Eff。
而Eff则是以上所有参数的综合表现。
太阳能电池的理论基础建立在以下几个经典公式之上:Voc=(KT/q)×ln(Isc/Io+1)Voc=(KT/q)×ln(NaNd/ni2) 12FF=Pm/(Voc×Isc)=Vm×Im/ (Voc×Isc) 34Eff=Pm/(APin)=FF×Voc×Isc/APin=FF×Voc×Jsc/Pin 5图-1太阳能电池的I-V曲线图-2太阳能电池等效电路从上面5式我们可以看到,与效率直接相关的电性能参数主要有:FF,Voc, Isc。
在生产中我们还比较关心暗电流情况:Irev1,由1式可以看出,它与Voc有比较紧密地联系(实际也是这样的)。
为了更好地说明各参数间的联系,这里先录用几组数据如下:表-1以上P156均系LDK片源。
1,Voc由于光生电子-空穴对在内建场的作用下分别被收集到耗尽层的两端,从而形成电势。
所以我们认为Voc是内建电场即PN 结扫集电流的能力的直观表现。
由上面公式1所反映,Voc主要与电池片的参杂浓度(Nd)相关。
对于宽△Eg的电池材料,相对会有比较高的Voc;但△Eg 过高,又会导致光吸收效率的迅速下降(主要是长波段响应降低),使Isc是降低,所以需要找到一个最佳掺杂深度值。
几种材料体系电芯的基本性能对比对比项目磷酸铁锂(LiFePo4)铅酸(Pb…) 三元(Li(NiCoMn)O2) 钴酸锂(LiCoO2)锰酸锂(LiMn2O4)循环寿命常温25℃,以0.5C的电流对电池进行充放电,循环寿命可达2500次左右,且容量保持率在80%以上同样条件下对铅酸电池进行循环测试,其循环寿命只有磷酸铁锂的1/6,而电池也基本是寿终正寝了同前面条件样一循环寿命大约在1000(我了解到的信息)次左右,可能目前有厂家改善了生产工艺,在材料研发上下了功夫,循环寿命可达到1200次,容量保持率低于65%市场司通用型循环寿命大约600次左右,有的也会达800次,根据材料工艺而定循环寿命跟三元体系差不多,也在1200次左右质量保证期一般工厂给客户的质保期为3年(36个月),使用频率很高的地方;另外在通讯基站方面,运营商要求锂电池厂家至少有5年的质保期,但在实际中有的锂电池厂家的质保期超过了5年一般在使用频繁的地方质保只有半年,同样在通讯基站上质保最多也不会超过5年质量保证期一般为1年,目前市场上存在的比如移动电源、电动自行车电池等等采用的是三元体系的电池,但是有些厂家为了利益最大化,有的移动电源循环寿命只有300次,因此在行业内会有误判的这样一个嫌疑质保期一般为6+3个月左右,其主要应用在手机电池、平板电脑电池、其他数码产品电池等等,正规手机厂家一般给到终极消费者手里的质保期只有半年,但是电池制造厂商给到手机厂商的质保期约为1年其质保跟三元差不多也是一年左右,有的厂商会延长到一年半,同样在电动自行车、移动电源、便携手电筒等方面应用较广泛成本成本很高,(磷酸铁锂材料工艺分为水系和油系两种)因为材料生产需要无氧气的环境,一般很难控制这个关键点,因此导致合格率低,另外一个原因材料本身生产工艺非常复杂,达五十多道工序,市场平均价格约为:13WRMB/吨成本很低,生产工艺较目前其他类电池工艺会简单很多,再加上铅酸电池发展的历史悠久,在技术、工艺、设备、还是质量控制方面都很成熟,目前大众化的铅酸电池大约为:0.4-1.6RMB/Wh成本低,生产工艺简单,技术成熟,目前市场上18650电芯2.2Ah单价约:6.5-7.5RMB/颗成本高,应为材料里面有贵重稀有金属钴元素,这是其成本不下的核心原因,据了解钴酸锂材料目前市场价格大约为:25WRMB/吨成本低,锰酸锂目前来讲的话,不论在材料制成技术方面还是在生产设备先进方面都非常的成熟,市场价格跟三元等同或是略微偏高一点点安全性能好,磷酸铁锂材料发生氧化还原反映时放热,其温度可高达400度,而且一般,当受到撞击、挤压可能会发生电解泄漏的危险,另外一个就是电解液容易挥发产生酸雾,这个问题限制了一部分铅酸电池在食品行业的应用非常好,一般不会发生起火或者是爆炸,根据现在技术的逐步成熟,在材料里面添加了许多诸如阻燃剂等添加剂,即使电池在比较极端的环境下使用,也不一定会发生爆炸、起火等安全事故差,金属钴元素本身的化学性质限制,电池在高温或是挤压的情况下可能会发生爆炸、起火等安全隐患。
2022年各类太阳能电池特性对比表
对比薄膜和聚光组件,晶硅电池因其制造技术成熟、产品性能稳定、使用寿命长、光电转化效率相对较高等特点,应用最为广泛。
此外,晶硅电池市场价格在1.3~1.7元/Wp之间,非晶硅薄膜电池在5~6元/Wp之间,而聚光电池(带跟
踪系统)则在20元/Wp附近。
综合考虑技术成熟度、转换效率和投资成本,本项目建议采用晶硅电池。
晶硅类电池又分为单晶硅电池组件和多晶硅电池组件,两者最大差别在于单晶硅电池的光电转化效率高于多晶硅电池。
因此封装组件的尺寸相同时,单晶硅组件的峰值功率高于多晶硅电池组件,而两者在电性能、寿命等重要指标上相差不大,执行的标准也相同。