太陽能電池是通過光電效應或光化學效應將光能直接轉化為電能的器件。
[編輯本段]太陽能電池的原理
陽光照射在半導體pn結上，形成新的空穴-電子對。在pn結電場的作用下，空穴從N區流向P區，電子從P區流向N區。電路接通後，就形成了電流。這就是光電效應太陽能電池的工作原理。
壹、太陽能發電模式太陽能發電有兩種方式，壹種是光-熱-電轉換模式，另壹種是光-電直接轉換模式。
(1)光-熱-電轉換模式利用太陽輻射產生的熱能發電。壹般是通過太陽能集熱器將吸收的熱能轉化為工質蒸汽，然後驅動汽輪機發電。前壹個過程是光熱轉換過程；後壹個過程是熱電轉換過程，和普通火力發電壹樣。太陽能熱發電的缺點是效率很低，成本很高。據估計，其投資至少比普通火電廠貴5 ~ 10倍。壹個1000MW的太陽能熱電廠需要投資20 ~ 250億美元，1kW平均投資2000 ~ 25000。因此，目前只能小規模用於特殊場合，大規模利用在經濟上不經濟，無法與普通火電廠或核電站競爭。
(2)光電直接轉換模式這種模式是利用光電效應將太陽輻射能直接轉換成電能，光電轉換的基本器件是太陽能電池。太陽能電池是壹種由於光伏效應將太陽能直接轉化為電能的器件，是壹種半導體光電二極管。當太陽光照射到光電二極管上時，光電二極管會將太陽能轉化為電能，產生電流。當多個電池串聯或並聯後，就可以成為輸出功率比較大的太陽能電池陣列。太陽能電池是壹種很有前途的新型電源，它有三個優點:永久、清潔和靈活。太陽能電池壽命長，只要太陽存在，壹次投入就可以用很長時間。與火力發電和核能發電相比，太陽能電池不會造成環境汙染；太陽能電池有大、中、小之分，從百萬千瓦的中型電站到只能供壹戶人家使用的太陽能電池，都是其他電源無法比擬的。
[編輯本段]太陽能電池行業現狀
目前以光電效應工作的薄膜太陽能電池是主流，以光化學效應工作的濕式太陽能電池還處於胚胎階段。
全球太陽能電池產業現狀
根據Dataquest的統計，目前世界上有136個國家正在進行普及太陽能電池的熱潮，其中有95個國家正在大規模開展太陽能電池的研發工作，並積極生產各種相關的節能新產品。1998年全世界生產的太陽能電池總發電量達到1000 MW，1999年達到2850 MW。2000年，全球有近4600家制造商向市場提供光伏電池和由光伏電池供電的產品。
目前，許多國家都在制定中長期太陽能發展規劃，準備在21世紀大規模發展太陽能。美國能源部啟動了國家光伏計劃，日本啟動了陽光計劃。NREL光伏計劃是美國國家光伏計劃的重要組成部分。該計劃在單晶矽和先進器件、薄膜光伏技術、PVMaT、光伏組件、系統性能和工程、光伏應用和市場開發五個領域開展研究工作。
美國也推出了“太陽能路燈計劃”，旨在將美國壹些城市的路燈改為太陽能供電。按照計劃，每盞路燈每年可節電800度。日本也在實施“7萬套太陽能工程”。日本要普及的太陽能住宅發電系統主要是安裝在房屋屋頂的太陽能電池發電設備，家庭使用的多余電力也可以賣給電力公司。壹個標準家庭可以安裝壹個產生3000瓦的系統。在歐洲，太陽能電池的研發被列入著名的“尤裏卡”高技術計劃，啟動了“65438+萬套工程計劃”。這些以光伏電池推廣應用為主要內容的“太陽能工程”，是當前推動太陽能光伏電池產業大發展的重要動力之壹。
日本、韓國和歐洲八個國家最近決定合作在亞洲內陸和非洲沙漠地區建造世界上最大的太陽能發電站。他們的目標是有效利用約占全球陸地面積1/4的沙漠地區的長期日照資源，為30萬用戶提供1萬千瓦的電力。該計劃將從2001開始，歷時4年完成。
目前世界光伏市場份額最大的是美國和日本。美國有世界上最大的光伏電站，功率7MW，日本也建了光伏電站，功率1mw。全球有23萬臺光伏設備，以色列、澳大利亞、新西蘭居領先地位。
自20世紀90年代以來，全球太陽能電池行業持續發展，年增長率為15%。根據Dataquest發布的最新統計和預測報告，從65438年到0998年，美國、日本和西歐工業化國家在太陽能研發方面的總投資達到570億美元。1999年為65438+646億美元；2000年為700億美元；2001年將達到820億美元；預計2002年將超過6543.8萬億美元。
中國太陽能電池產業現狀
中國非常重視太陽能電池的研發。早在七五期間，非晶矽半導體的研究就被列入了國家重大課題。在第八個五年計劃和第九個五年計劃期間，中國的研究和發展重點是大面積太陽能電池。2003年6月5438+10月，國家發改委和科技部制定了未來五年太陽能資源發展規劃。國家發改委的“光明工程”將籌集100億元用於推廣太陽能發電技術的應用，計劃到2005年中國太陽能發電系統總裝機容量達到300 MW。
2002年，國家有關部委啟動了“西部無電村通電計劃”，通過太陽能和小型風力發電解決西部七省無電村的用電問題。這個項目的啟動極大地刺激了太陽能發電產業，國內建成了多條太陽能電池封裝線，使太陽能電池年產量迅速提高。目前，中國有10條太陽能電池生產線，年產能約4.5MW，其中8條生產線從國外引進。在這8條生產線中，單晶矽太陽能電池生產線6條，非晶矽太陽能電池生產線2條。據專家預測，目前中國光伏市場需求為每年5 MW，從2001到2010，年需求將達到100 MW。從2011開始，中國光伏市場年需求量將大於20MW。
目前，國內太陽能單晶矽生產企業主要有洛陽單晶矽廠、河北寧晉單晶矽基地和四川峨眉半導體材料廠，其中河北寧晉單晶矽基地是全球最大的太陽能單晶矽生產基地，約占世界太陽能單晶矽市場份額的25%。
在太陽能電池材料下遊市場，目前國內太陽能電池生產企業主要有無錫尚德、南京中電、保定英利、河北金高、傑尼新能源、蘇州阿特斯、常州天合、雲南天達光伏科技、寧波太陽能、京瓷(天津)太陽能等公司，合計年產能超過800MW。
淺析太陽能電池及太陽能發電前景
目前，太陽能電池的應用已從軍事、航天領域進入工業、商業、農業、通訊、家用電器和公共設施等領域，特別是在偏遠地區、山區、沙漠、海島和農村，以節省昂貴的輸電線路。但現階段其成本仍然很高，需要投入幾萬美元才能產生1kW的電力，因此其大規模使用在經濟上仍然受到限制。
但從長遠來看，隨著太陽能電池制造技術的提高和新型光電轉換器件的發明，環境的保護以及各國對可再生清潔能源的巨大需求，太陽能電池仍將是利用太陽輻射能的可行方法，這將為人類未來大規模利用太陽能開辟廣闊前景。
[編輯本段]太陽能電池的分類
根據結晶狀態，太陽能電池可分為結晶薄膜型和非晶薄膜型(以下簡稱a-)兩大類，而前者又分為單晶型和多晶型。
按材料可分為矽薄膜、化合物半導體薄膜和有機薄膜，而化合物半導體薄膜又可分為非晶(a-Si:H、a-Si:H:F、a-SixGel-x:H等。)、III V族(GaAs、InP等。)、II VI族(Cds系)和磷化鋅(Zn 3 p 2)。
根據所用材料的不同，太陽能電池還可分為:矽太陽能電池、多元化合物薄膜太陽能電池、聚合物多層修飾電極太陽能電池、納米晶太陽能電池、有機太陽能電池，其中矽太陽能電池在應用上最為成熟和占優勢。
(1)矽太陽能電池
矽太陽能電池分為單晶矽太陽能電池、多晶矽薄膜太陽能電池和非晶矽薄膜太陽能電池。
單晶矽太陽能電池轉換效率最高，技術最成熟。實驗室最高轉化效率為24.7%，量產最高為15%。在大規模應用和工業生產中仍占主導地位，但單晶矽成本高，很難大幅降低成本。為了節省矽材料，多晶矽薄膜和非晶矽薄膜被開發出來作為單晶矽太陽能電池的替代產品。
與單晶矽相比，多晶矽薄膜太陽能電池比非晶矽薄膜太陽能電池成本更低，效率更高。實驗室最高轉化效率為18%，工業規模生產轉化效率為10%。因此，多晶矽薄膜電池將很快在太陽能發電市場占據主導地位。
非晶矽薄膜太陽能電池成本低、重量輕、轉換效率高，便於大規模生產，潛力巨大。但由於其材料引起的光電效率的退化效應，其穩定性不高，直接影響了其實際應用。如果能進壹步解決穩定性問題，提高轉換率，那麽非晶矽太陽能電池無疑是太陽能電池的主要發展產品之壹。
(2)多元化合物薄膜太陽能電池
多元化合物薄膜太陽能電池材料為無機鹽，主要包括砷化鎵III-V族化合物、硫化鎘、硫化鎘、銅銦硒薄膜電池。
硫化鎘和碲化鎘多晶薄膜電池比非晶矽薄膜太陽能電池效率高，比單晶矽電池成本低，易於大規模生產。但由於鎘有劇毒，會對環境造成嚴重汙染，因此並不是晶體矽太陽能電池最理想的替代品。
砷化鎵(GaAs)ⅲ-ⅴ族化合物電池的轉換效率可達28%。GaAs化合物材料具有非常理想的光學帶隙，吸收效率高，抗輻射能力強，對熱不敏感，適合制造高效率的單結電池。但是GaAs材料價格高，大大限制了GaAs電池的普及。
銅銦硒薄膜電池(CIS)適用於光電轉換，不存在光致退化問題，轉換效率與多晶矽相同。它具有價格低、性能好、工藝簡單等優點，將成為未來太陽能電池發展的重要方向。唯壹的問題是材料的來源。因為銦和硒是比較稀有的元素，所以這類電池的發展必然受到限制。
(3)聚合物多層修飾電極型太陽能電池
用有機聚合物代替無機材料是太陽能電池制造的壹個新的研究方向。有機材料由於具有柔韌性好、易於制造、材料來源廣、成本低等優點，對太陽能的大規模利用和廉價電力的提供具有重要意義。而有機材料制備太陽能電池的研究才剛剛開始，無論是使用壽命還是電池效率都無法與無機材料相比，尤其是矽電池。能否開發成具有實際意義的產品，還需要進壹步的研究和探索。
(4)納米晶體太陽能電池
納米二氧化鈦晶體化學能太陽能電池是最新研制的，其優點是成本低、工藝簡單、性能穩定。其光電效率穩定在10%以上，制造成本僅為矽太陽能電池的1/5 ~ 1/10，使用壽命可達20年以上。
不過由於這種電池的研發剛剛起步，估計在不久的將來會逐漸進入市場。
(5) ?有機太陽能電池
有機太陽能電池顧名思義就是以有機材料為核心的太陽能電池。大家對有機太陽能電池不太熟悉，這是有道理的。今天，95%以上的量產太陽能電池是矽基的，剩下的不到5%的太陽能電池是由其他無機材料制成的。
[編輯本段]太陽能電池(組件)的生產過程
流水線也叫封裝線，封裝是太陽能電池生產的關鍵步驟。沒有好的封裝工藝，再好的電池也生產不出好的組裝板。電池的包裝既能保證電池的壽命，又能增強電池的抗力。產品的高質量和長壽命是贏得客戶滿意的關鍵，所以元器件板的封裝質量非常重要。
流程:
1、電池檢查-2、正面焊接-檢查-3、背面串聯-檢查-4、鋪設(玻璃清洗、切料、玻璃預處理、鋪設)-5、層壓-6、去毛刺(修邊、清洗)-7、裝框(塗膠、角件等。
如何保證元器件的高效率和長壽命；
1，高轉換效率，高品質電池；
2.優質原料，如高交聯度的EVA，高粘接強度的封裝劑(中性矽樹脂膠)，高透光率高強度的鋼化玻璃等。
3.合理的包裝工藝
4.員工嚴謹的工作作風；
因為太陽能電池屬於高科技產品，生產過程中的壹些細節，壹些戴手套不戴手套，試劑塗抹不均勻，亂塗亂畫等不起眼的問題，都是影響產品質量的大敵。所以，除了制定合理的生產工藝，員工認真嚴謹是很重要的。
太陽能電池組裝工藝簡介:
技術簡介:這裏只是簡單介紹壹下技術的作用，給妳壹個感性的認識。
1.電池測試:由於電池芯片制造條件的隨機性，生產出來的電池具有不同的性能，所以為了有效地組合性能相同或相近的電池，要根據其性能參數進行分類；電池測試是通過測試電池的輸出參數(電流和電壓)來對電池進行分類。為了提高電池的利用率，制造出合格的電池組件。
2.正面焊接:匯流條焊接在電池正面(負極)的主柵線上。匯流條是鍍錫銅帶，我們用的焊機可以將焊接帶以多點的形式點焊在主柵線上。焊接的熱源是紅外燈(利用紅外線的熱效應)。焊接帶的長度大約是電池側長度的兩倍。額外的焊帶在背面焊接時與背面電池片的背面電極連接。
3.背面串聯:背面焊接是將36節電池串聯成壹個組裝串。目前我們采用的技術是手動的。電池的定位主要依靠壹個有36個凹槽的膜板來放置電池。凹槽的尺寸對應於電池的尺寸。已經設計了凹槽的位置。不同的模板用於不同規格的組件。操作者用電烙鐵和焊錫絲焊接“前電池”的前電極(負極)。
4.層壓鋪設:在背面串聯並檢查合格後，將組件串、玻璃、切割好的EVA、玻璃纖維、背板按壹定層次鋪設，為層壓做準備。玻璃預先塗上壹層底漆，增加玻璃與EVA的粘接強度。鋪設時，保證電池串與玻璃等材料的相對位置，調整電池之間的距離，為層壓打好基礎。(鋪設層次:自下而上:玻璃、EVA、電池、EVA、玻璃纖維、背板)。
5.模塊層壓:將放置好的電池放入層壓機中，通過抽真空將模塊中的空氣抽出，然後加熱熔化EVA，將電池、玻璃和背板粘合在壹起；最後，冷卻提取成分。層壓過程是模塊生產的關鍵步驟，層壓溫度和時間根據EVA的性質確定。當我們使用快速固化EVA時，層壓周期時間約為25分鐘。固化溫度為65438±050℃。
6.切邊:貼合時EVA會向外延伸，受壓力凝固形成毛刺，貼合後要切掉。
7、定框:類似於在玻璃上放壹個框；玻璃模塊上安裝鋁框，增加模塊強度，進壹步密封電池模塊，延長電池使用壽命。框架和玻璃組件之間的間隙用矽樹脂填充。框架由角鍵連接。
8.焊接接線盒:在組件背面的引線處焊接壹個盒子，以方便電池與其他設備或電池的連接。
9.高壓測試:高壓測試是指在模塊的框架和電極引線之間施加壹定的電壓，測試模塊的耐壓和絕緣強度，以保證模塊在惡劣的自然條件下(雷擊等)不會損壞。).
10.組件測試:測試的目的是校準電池的輸出功率，測試其輸出特性，確定組件的質量等級。
太陽能電池陣列設計步驟1。計算負載的24小時消耗能力p。
P=H/V
v-負載的額定電源
2.選擇每天的日照時間T(H)。
3.計算太陽能電池陣的工作電流。
IP=P(1+Q)/T
Q——根據雨季富余系數，q = 0.21 ~ 1.00。
4.確定電池浮充電壓VF。
鎳鎘(GN)和鉛酸(CS)電池單體浮充電壓分別為1.4 ~ 1.6V和2.2V。
5.太陽能電池溫度補償電壓。
VT=2.1/430(T-25)VF
6.計算太陽能電池陣列的工作電壓VP。
VP=VF+VD+VT
其中VD = 0.5 ~ 0.7
約等於VF
7.太陽能電池陣的輸出功率WP是多少？平板太陽能電池板。
WP=IP×UP
8.根據矽電池板中VP和WP的組合串聯表，確定標準規格的串聯塊數和並聯組數。
太陽能電池組件是指太陽能電池的壹部分，這裏主要是指發電的光伏板。