太陽(yáng)能電池畢業(yè)論文

1、<p><b>　　目錄 </b></p><p>　　摘 要………………………………………………………………………………（2）</p><p>　　前 言………………………………………………………………………………（4）</p><p>　　第1 章 太陽(yáng)能電池基本原理、分類(lèi)及其材料…………………………（6）</p>

2、<p>　　第1.1節(jié) 太陽(yáng)能電池的基本原理 ………………………………………（6）</p><p>　　第1.2節(jié) 太陽(yáng)能電池的分類(lèi) ………………………………………………（6）</p><p>　　第1.3節(jié) 太陽(yáng)能電池的材料 ………………………………………………（8）</p><p>　　第2章 不同類(lèi)型太陽(yáng)能伏電池的性能 …………………………………（

3、10）</p><p>　　第 2.1節(jié) 單晶硅電池性能 ………………………………………………（10）</p><p>　　第 2.2節(jié) 多晶硅電池性能 ………………………………………………（10）</p><p>　　第 2.3節(jié) 多晶硅薄膜電池性能 …………………………………………（10）</p><p>　　第 2.4節(jié) 非晶硅薄膜

4、電池性能 …………………………………………（10）</p><p>　　第 2.5節(jié)III-V族化合物及CIS電池性能 ……………………………（11）</p><p>　　第3章 太陽(yáng)能電池特性實(shí)驗(yàn)研究 ………………………………………（12）</p><p>　　第3.1節(jié) 太陽(yáng)能電池的伏安特性………………………………………（12）</p><

5、p>　　第3.2節(jié) 太陽(yáng)能電池的照度特性 ………………………………………（13）</p><p>　　第3.3節(jié) 太陽(yáng)能電池的負(fù)載特性 ………………………………………（15）</p><p>　　結(jié) 論 …………………………………………………………………………（17）</p><p><b>　　太陽(yáng)能電池</b></p>

6、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著全球煤炭、石油等不可再生能源的減少，以及由這些燃料燃燒帶來(lái)的溫室效應(yīng)。我們需要發(fā)現(xiàn)一種新型的能源，開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能資源，尋求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)力。太陽(yáng)能電池將起到不可替代的作用，而且它清潔環(huán)保。</p><p>　　太陽(yáng)能電池利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)，稱(chēng)為量子效應(yīng)，是一種具有半永久性的發(fā)電現(xiàn)象。太陽(yáng)能取之不盡

7、，且是清潔能源的，沒(méi)有噪聲，而且不排放二氧化碳。構(gòu)成太陽(yáng)能電池的材料主要是硅，在地球上是第二多的化學(xué)元素，資源豐富。電池產(chǎn)品發(fā)電量可大可小，從1W到1MW，效率基本不變。 </p><p>　　硅太陽(yáng)能電池是目前發(fā)展最成熟的，在應(yīng)用中居主導(dǎo)地位。硅太陽(yáng)能電池分為單晶硅太陽(yáng)能電池、多晶硅太陽(yáng)能電池和非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池三種。本文詳細(xì)介紹了幾類(lèi)不同材料的電池的性能，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)光伏電池的伏安特性、照度特性、負(fù)載特性進(jìn)

8、行了研究。</p><p>　　關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能電池、單晶硅、多晶硅、非晶硅薄膜</p><p>　　作 者：蔣明鋒</p><p><b>　　指導(dǎo)老師：趙勛杰</b></p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With the decr

9、ease of renewable energy ,for example coal , petroleum etc,and the Greenhouse effect that these fuel combustions bring. We should find a kind of new energy, development solar energy resources, looking for economy develop

10、ment of new motive. Solar Cells will have can't act for of function , and it is clean and environmental protection.</p><p>　　Solar cells that is a kind of semi-permanent power generation phenomenon using

11、 semiconductor photoelectric effect , and called quantum effect . Inexhaustible solar energy is clean energy. There is no noise, and not emissions of carbon dioxide. Constitute the main material for solar cells is silico

12、n and . It is the second largest number of chemical elements in the earth, and rich in resources. Products is flexible in the amount of battery power, it is from 1W to 1MW. The efficiency remain basica</p><p&

13、gt;　　The development of silicon solar cells is the most mature, and it is dominant in the application. Silicon solar cells is to consist of Monocrystalline silicon solar cells,polycrystalline silicon solar cells and amo

14、rphous silicon thin-film solar cells. This paper studies the performance of solar cell-related features and experimental studies.</p><p>　　Keywords: Solar Cells , Monocrystalline Silicon , Polycrystalline Si

15、licon , Amorphous Silicon thin-film</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　據(jù)Dataquest的統(tǒng)計(jì)資料顯示,目前全世界共有136 個(gè)國(guó)家投入普及應(yīng)用太陽(yáng)能電池的熱潮中,其中有95 個(gè)國(guó)家正在大規(guī)模地進(jìn)行太陽(yáng)能電池的研制開(kāi)發(fā),積極生產(chǎn)各種相關(guān)的節(jié)能新產(chǎn)品。1998年,全世界生產(chǎn)的太陽(yáng)能電池,其總的發(fā)電量

16、達(dá)1000兆瓦,1999年達(dá) 2850兆瓦。2000年,全球有將近4600家廠(chǎng)商向市場(chǎng)提供光電池和以光電池為電源的產(chǎn)品。　　目前,許多國(guó)家正在制訂中長(zhǎng)期太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)計(jì)劃,準(zhǔn)備在21世紀(jì)大規(guī)模開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能，美國(guó)能源部推出的是國(guó)家光伏計(jì)劃, 日本推出的是陽(yáng)光計(jì)劃。NREL光伏計(jì)劃是美國(guó)國(guó)家光伏計(jì)劃的一項(xiàng)重要的內(nèi)容，該計(jì)劃在單晶硅和高級(jí)器件、薄膜光伏技術(shù)、PVMaT、光伏組件以及系統(tǒng)性能和工程、光伏應(yīng)用和市場(chǎng)開(kāi)發(fā)等5個(gè)領(lǐng)域開(kāi)展研究工作?！?美

17、國(guó)還推出了"太陽(yáng)能路燈計(jì)劃",旨在讓美國(guó)一部分城市的路燈都改為由太陽(yáng)能供電,根據(jù)計(jì)劃,每盞路燈每年可節(jié)電 800 度。日本也正在實(shí)施太陽(yáng)能"7萬(wàn)套工程計(jì)劃"， 日本準(zhǔn)備普及的太陽(yáng)能住宅發(fā)電系統(tǒng),主要是裝設(shè)在住宅屋頂上的太陽(yáng)能電池發(fā)電設(shè)備,家庭用剩余的電量還可以賣(mài)給電力公司。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)家庭可安裝一部發(fā)電3000瓦的系統(tǒng)。歐洲則將研究</p><p>　　晶硅太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)鏈包括

18、硅材料制造、生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)備制造、硅錠/硅片制造、電池制造、組件制造、戶(hù)用系統(tǒng)或聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)制造、應(yīng)用市場(chǎng)。對(duì)于目前以晶硅太陽(yáng)能電池為主的我國(guó)太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，產(chǎn)業(yè)鏈中最薄弱的環(huán)節(jié)是硅材料制造和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)應(yīng)用這兩頭，也就是有的專(zhuān)家所說(shuō)的“兩頭在外”的問(wèn)題。面對(duì)上述問(wèn)題，必須發(fā)揮各方面的力量，總攬產(chǎn)業(yè)發(fā)展的全局，協(xié)調(diào)發(fā)展、統(tǒng)籌兼顧，充分調(diào)動(dòng)一切積極因素，妥善處理各種關(guān)系，建立健全相對(duì)完善的產(chǎn)業(yè)鏈，并使產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)之間達(dá)到并保持平衡、協(xié)調(diào)，打破材料和

19、市場(chǎng)兩頭在外的格局，才能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。</p><p>　　第一章 太陽(yáng)能電池基本原理、分類(lèi)及其材料</p><p>　　1.1 太陽(yáng)能電池的基本原理</p><p>　　太陽(yáng)光照在半導(dǎo)體p-n結(jié)上，形成新的空穴-電子對(duì)，在p-n結(jié)電場(chǎng)的作用下，空穴由n區(qū)流向p區(qū)，電子由p區(qū)流向n區(qū)，接通電路后就形成電流。這就是光電效應(yīng)太陽(yáng)能電池的工作原理。　　太陽(yáng)能發(fā)電

20、方式太陽(yáng)能發(fā)電有兩種方式，一種是光—熱—電轉(zhuǎn)換方式，另一種是光—電直接轉(zhuǎn)換方式。　 （1）光—熱—電轉(zhuǎn)換方式通過(guò)利用太陽(yáng)輻射產(chǎn)生的熱能發(fā)電，一般是由太陽(yáng)能集熱器將所吸收的熱能轉(zhuǎn)換成工質(zhì)的蒸汽，再驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。前一個(gè)過(guò)程是光—熱轉(zhuǎn)換過(guò)程；后一個(gè)過(guò)程是熱—電轉(zhuǎn)換過(guò)程，與普通的火力發(fā)電一樣。太陽(yáng)能熱發(fā)電的缺點(diǎn)是效率很低而成本很高，估計(jì)它的投資至少要比普通火電站貴5～10倍。一座1000MW的太陽(yáng)能熱電站需要投資20～25億美元，平均1kW

21、的投資為2000～2500美元。因此，目前只能小規(guī)模地應(yīng)用于特殊的場(chǎng)合，而大規(guī)模利用在經(jīng)濟(jì)上很不合算，還不能與普通的火電站或核電站相競(jìng)爭(zhēng)?！。?）光—電直接轉(zhuǎn)換方式該方式是利用光電效應(yīng)，將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能，光—電轉(zhuǎn)換的基本裝置就是太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能電池是一種由于光生伏特效應(yīng)而將太陽(yáng)光能直接轉(zhuǎn)化為電能的器件，是一個(gè)半導(dǎo)體光電二極管，當(dāng)太陽(yáng)光照到光電二極管上時(shí)，光</p><p>　　1.2 太陽(yáng)能電池的分

22、類(lèi)</p><p>　　太陽(yáng)能電池按結(jié)晶狀態(tài)可分為結(jié)晶系薄膜式和非結(jié)晶系薄膜式(以下表示為a-)兩大類(lèi)，而前者又分為單結(jié)晶形和多結(jié)晶形。　　按材料可分為硅薄膜形、化合物半導(dǎo)體薄膜形和有機(jī)膜形，而化合物半導(dǎo)體薄膜形又分為非結(jié)晶形(a-Si:H,a-Si:H:F,a-SixGel-x:H等)、ⅢV族(GaAs,InP等)、ⅡⅥ族(Cds系)和磷化鋅 (Zn 3 p 2 )等?！　√?yáng)能電池根據(jù)所用材料的不同，太陽(yáng)

23、能電池還可分為：硅太陽(yáng)能電池、多元化合物薄膜太陽(yáng)能電池、聚合物多層修飾電極型太陽(yáng)能電池、納米晶太陽(yáng)能電池、有機(jī)太陽(yáng)能電池，其中硅太陽(yáng)能電池是目前發(fā)展最成熟的，在應(yīng)用中居主導(dǎo)地位。　?。?）硅太陽(yáng)能電池 硅太陽(yáng)能電池分為單晶硅太陽(yáng)能電池、多晶硅薄膜太陽(yáng)能電池和非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池三種?！　尉Ч杼?yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率最高，技術(shù)也最為成熟。在實(shí)驗(yàn)室里最高的轉(zhuǎn)換效率為24.7%，規(guī)模生產(chǎn)時(shí)的效率為15%。在大規(guī)模應(yīng)用和工業(yè)生產(chǎn)中仍占據(jù)主

24、導(dǎo)地位，但由于單晶硅成本價(jià)格高，大幅度降低其成本很困難，為了節(jié)省硅材料，發(fā)展了多晶硅薄膜和非晶硅薄膜做為單晶硅太陽(yáng)能電池的替代產(chǎn)品?！　《嗑Ч璞∧ぬ?yáng)能電池與單晶硅比</p><p>　　1.3 太陽(yáng)能電池的材料</p><p>　　目前太陽(yáng)能電池的種類(lèi)一般有三種材料的種類(lèi)，即非晶硅、單晶硅和多晶硅。</p><p>　　非晶硅電池是早期產(chǎn)品，具有成本低、產(chǎn)量高等

25、特點(diǎn)。光電的轉(zhuǎn)換效率一般為8%左右，所以?xún)r(jià)格低廉，現(xiàn)在已經(jīng)基本被淘汰。</p><p>　　單晶硅和多晶硅電池是一種將硅礦石采用燒結(jié)、拉晶、制極等工藝，再按照相關(guān)的工藝要求進(jìn)行切割成適當(dāng)?shù)男∑?，?jīng)焊接線(xiàn)連接在一起形成組片，由于它的基片很薄，所以小功率的電池還需要再安裝在絕緣基板上使用，而大功率的采用強(qiáng)化玻璃將片基層壓于絕緣基板內(nèi)，最后加上鋁合金框架進(jìn)行保護(hù)所制成的平板電池。</p><p>

26、;　　單晶硅電池與多晶硅電池的不同處在于多晶硅的表面有大面積的冰花狀花紋，而單晶硅電池則是細(xì)小的顆粒，在它們的表面都鍍有一層藍(lán)色或紫色的抗反光膜。單晶硅轉(zhuǎn)換效率一般在10%～15%，而多晶硅的轉(zhuǎn)換效率在12%～16%。</p><p>　　太陽(yáng)能電池的一個(gè)單片為一個(gè)PN結(jié)。單片電池的開(kāi)路電壓在0.45V～0.6V之間,一般情況下電壓為0.5V,電池串聯(lián)的片數(shù)越多電壓越高;單片電池的電流取決于單個(gè)PN結(jié)實(shí)際受光面積

27、,其短路電流一般為15～30mA/平方厘米，面積越大或并聯(lián)的片數(shù)越多則電流越大。 太陽(yáng)能電池的最大功率Pmax=開(kāi)路電壓×短路電流，這是它們的理想功率，而平時(shí)大家衡量太陽(yáng)能電池的是額定功率Pm。實(shí)際中額定功率是小于最大功率的，主要是由于太陽(yáng)能電池的輸出效率u只有70%左右。在使用中由于受光強(qiáng)度的不同，所以不同時(shí)刻的功率也是不同的，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)它的實(shí)際平均功率P=0.7Pm。如果太陽(yáng)能電池要直接帶動(dòng)負(fù)載，并且要使負(fù)載長(zhǎng)期

28、穩(wěn)定的工作，則負(fù)載的額定功率為Pr=0.7Pm。如果按照負(fù)載的功率選擇太陽(yáng)能電池的功率則電池的功率為：Pm=1.43Pr。就是說(shuō)太陽(yáng)能電池的功率要是負(fù)載功率的1.43倍。 在選擇太陽(yáng)能電池的功率時(shí),應(yīng)合理選擇負(fù)載的耗電功率,這樣才能使發(fā)電功率與耗電功率處于一種平衡狀態(tài)。當(dāng)然太陽(yáng)能電池的發(fā)電功率也會(huì)受到季節(jié)、氣候、地理環(huán)境和光照時(shí)間等多方面因素的制約。</p><p>　　第二章 不同類(lèi)型太陽(yáng)能光伏電池的性

29、能</p><p>　　2.1 單晶硅電池性能</p><p>　　未來(lái)3～5年內(nèi)（2006～2010年），太陽(yáng)能級(jí)單晶硅仍是太陽(yáng)能電池最重要的來(lái)源，雖然單晶硅太陽(yáng)能電池成本較高，但是由于具有較高轉(zhuǎn)化率的優(yōu)勢(shì)，仍然占有一部分市場(chǎng)，并且在一段時(shí)間內(nèi)還處于增長(zhǎng)狀態(tài)，需要技術(shù)水平也較低?！　∪欢?，太陽(yáng)能級(jí)單晶硅技術(shù)目前已經(jīng)較成熟，技術(shù)水平再提高的空間較小，同時(shí)，由于受單晶硅材料價(jià)格及相對(duì)繁瑣的

30、電池工藝影響，致使單晶硅成本價(jià)格居高不下，要想大幅度降低其成本是非常困難的。因此，可以預(yù)計(jì)單晶硅太陽(yáng)能電池的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展前景并不樂(lè)觀，但未來(lái)一段時(shí)期內(nèi)，仍有較大的發(fā)展空間。</p><p>　　2.2 多晶硅電池性能</p><p>　　與單晶硅太陽(yáng)能電池相比，多晶硅電池成本低，但也存在明顯缺陷。晶粒界面和晶格錯(cuò)位，造成多晶硅電池光電轉(zhuǎn)換效率一直無(wú)法突破20%的關(guān)口。而單晶硅電池早在20多年前

31、就已經(jīng)突破20％。然而，近年來(lái)多晶硅太陽(yáng)能電池的技術(shù)水平提升很快，其電池轉(zhuǎn)換效率最高已經(jīng)達(dá)到17%以上，組件轉(zhuǎn)換效率可達(dá)15%以上，與單晶硅的差距正逐步減小。最近，德國(guó)弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)發(fā)表公報(bào)說(shuō)，目前該協(xié)會(huì)下屬的弗賴(lài)堡太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所經(jīng)過(guò)兩年攻關(guān)，成功開(kāi)發(fā)出一種新技術(shù)，可以使多晶硅電池的晶格錯(cuò)位等缺陷得到部分解決。其技術(shù)關(guān)鍵是在太陽(yáng)能電池生產(chǎn)過(guò)程中選擇適當(dāng)溫度，使多晶硅的電子性能得到提高，并同時(shí)形成高效率的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)。該所的研究人員已

32、經(jīng)找到了適當(dāng)?shù)臏囟绕胶恻c(diǎn)，既保證太陽(yáng)能電池高效率所需高溫，又兼顧這一溫度在材料可接受的范圍以及它在工業(yè)生產(chǎn)中的可行性。如果該技術(shù)能夠達(dá)到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，將進(jìn)一步提高多晶硅太陽(yáng)能電池產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。</p><p>　　2.3 多晶硅薄膜電池性能</p><p>　　多晶硅薄膜電池由于所使用的硅遠(yuǎn)少于單晶硅，又無(wú)效率衰退問(wèn)題，并且有可能在廉價(jià)襯底材料上制備，其成本遠(yuǎn)低于單晶硅電池，而效率又高于非晶

33、硅薄膜電池，因此，隨著薄膜生產(chǎn)技術(shù)的不斷完善和成熟，多晶硅薄膜電池將來(lái)可會(huì)在太陽(yáng)能電池市場(chǎng)上占據(jù)主導(dǎo)地位。</p><p>　　2.4　非晶硅薄膜電池性能</p><p>　　非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的成本低，便于大規(guī)模生產(chǎn)，普遍受到人們的重視并得到迅速發(fā)展。但是由于非晶硅的光學(xué)帶隙為1.7eV，使得材料本身對(duì)太陽(yáng)輻射光譜的長(zhǎng)波區(qū)域不敏感，這樣一來(lái)就限制了非晶硅太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率。此外，其光

34、電效率會(huì)隨著光照時(shí)間的延續(xù)而衰減，即所謂的光致衰退S-W效應(yīng)，使得電池性能不穩(wěn)定。為了解決非晶硅薄膜電池的穩(wěn)定性問(wèn)題，人們開(kāi)始研究a－Si/a－Si疊層太陽(yáng)能電池技術(shù)，能夠在一定程度上提高非晶硅薄膜電池的轉(zhuǎn)移效率，但該電池的穩(wěn)定性仍然不高，轉(zhuǎn)換效率的大輻提高仍有待時(shí)日，近年內(nèi)要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)可能性較小。2.5　III-V族化合物及CIS電池性能</p><p>　　作為太陽(yáng)能電池的材料，III-V族化合物及C

35、IS等系由稀有元素所制備，盡管以它們制成的太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率很高，但從材料來(lái)源看，這類(lèi)太陽(yáng)能電池將來(lái)不可能占據(jù)主導(dǎo)地位。此外，這類(lèi)電池材料中，有相當(dāng)一部分屬于劇毒元素，如As、Cd等，從環(huán)保的角度看，這類(lèi)產(chǎn)品也不可能在未來(lái)清潔能源市場(chǎng)上得到在規(guī)模的應(yīng)用。而另兩類(lèi)電池納米晶太陽(yáng)能電池和聚合物修飾電極太陽(yáng)能電池存在的問(wèn)題是，它們的研究剛剛起步，技術(shù)不是很成熟，轉(zhuǎn)換效率還比較低，基本上還處于探索階段，短時(shí)間內(nèi)不可能替代硅系太陽(yáng)能電池。<

36、/p><p>　　第三章 太陽(yáng)能電池特性實(shí)驗(yàn)研究</p><p>　　3.1 太陽(yáng)能電池的伏安特性</p><p>　　在硅光電池輸入光強(qiáng)度不變時(shí)，測(cè)量光電池的輸出電壓及電流隨負(fù)載電阻變化關(guān)系曲線(xiàn)稱(chēng)為硅光電池的伏安特性。其特性曲線(xiàn)如下圖3.1所示：</p><p>　　圖3.1 硅光電池伏安特性</p><p>　　實(shí)驗(yàn)原

37、理框圖如圖3.2所示。 </p><p>　　圖3.2 硅光電池的伏安特性測(cè)試原理圖</p><p>　　光電池的伏安特性表示為輸出電流和電壓隨負(fù)載電阻變化的曲線(xiàn)，即：在某一光照度下，取不同的負(fù)載電阻所測(cè)得的輸出電流或電壓。由于光電池在有光作用時(shí)就是一個(gè)電源，因而當(dāng)電路中有這種器件時(shí)，無(wú)需外加電源。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列于表3-1。</p><p>　　表3-1硅光電池的伏安

38、特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)</p><p>　　根據(jù)表3-1的數(shù)據(jù)作出硅光電池的伏安特性曲線(xiàn)如圖3.3。 </p><p>　　圖3.3 硅光電池的伏安特性實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn)</p><p>　　3.2 太陽(yáng)能電池照度特性</p><p>　　光電池在不同光照度下，其光電流和光生電動(dòng)勢(shì)是不同的，它們之間的關(guān)系就是光照特性。如圖3.4所示即為硅光電池光生電流和光生電

39、壓與光照度的關(guān)系曲線(xiàn)。在不同的偏壓的作用下，硅光電池的光照特性也不同。</p><p>　　圖3.4 硅光電池的光照電流電壓特性</p><p>　　光電池的照度特性表示為輸出短路電流和開(kāi)路電壓隨光照強(qiáng)度變化的曲線(xiàn)，即：在不同光照度下，所測(cè)得的輸出電流或電壓。由于光電池在有光作用時(shí)就是一個(gè)電源，因而當(dāng)電路中有這種器件時(shí)，無(wú)需外加電源。</p><p>　　實(shí)驗(yàn)裝置硅

40、光電池開(kāi)路電壓原理框圖如圖3.5所示。</p><p>　　圖3.5硅光電池開(kāi)路電壓特性測(cè)試</p><p>　　根據(jù)太陽(yáng)能電池的原理框圖做出了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表3-2：</p><p>　　表3-2 硅光電池開(kāi)路電壓測(cè)試數(shù)據(jù)</p><p>　　實(shí)驗(yàn)裝置硅光電池短路電流原理框圖如圖3.6所示 ：</p><p&g

41、t;　　圖3.6 硅光電池短路電流測(cè)試</p><p>　　根據(jù)太陽(yáng)能電池的原理框圖做出了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表3-3。</p><p>　　表3-3硅光電池短路電流測(cè)試數(shù)據(jù)</p><p>　　根據(jù)表3-2和表3-3作出硅光電池的光照電流電壓特性圖3.6如下：</p><p>　　圖3.6硅光電池短路電流測(cè)試曲線(xiàn)</p>&

42、lt;p>　　3．3太陽(yáng)能電池的負(fù)載特性</p><p>　　光電池作為電池使用如圖3.7所示。當(dāng)負(fù)載很小時(shí)，電流較大而電壓較??；當(dāng)負(fù)載很大時(shí)，電流較小而電壓較大。實(shí)驗(yàn)時(shí)可改變負(fù)載電阻RL的值來(lái)測(cè)定硅光電池的負(fù)載特性。</p><p>　　圖3.7 硅光電池負(fù)載特性的測(cè)定</p><p>　　在線(xiàn)性測(cè)量中，光電池通常以電流形式使用，故短路電流與光照度（光能量

43、）呈線(xiàn)性關(guān)系，是光電池的重要光照特性。實(shí)際使用時(shí)都接有負(fù)載電阻RL，輸出電流IL隨照度（光通量）的增加而非線(xiàn)性緩慢地增加，并且隨負(fù)載RL的增大線(xiàn)性范圍也越來(lái)越小。因此，在要求輸出的電流與光照度呈線(xiàn)性關(guān)系時(shí)，負(fù)載電阻在條件許可的情況下越小越好，并限制在光照范圍內(nèi)使用。光電池光照與負(fù)載特性曲線(xiàn)如圖3.8所示。</p><p>　　圖3.8 硅光電池光照與負(fù)載特性曲線(xiàn)</p><p>　　光電池

44、的負(fù)載特性表示為輸出電流在不同負(fù)載電阻下隨光強(qiáng)度的變化曲線(xiàn)，即：在某一負(fù)載，取不同的光照強(qiáng)度所測(cè)得的輸出電流。由于光電池在有光作用時(shí)就是一個(gè)電源，因而當(dāng)電路中有這種器件時(shí)，無(wú)需外加電源。根據(jù)太陽(yáng)能電池的原理框圖做出了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表3-4。</p><p>　　表 3-4 硅光電池光照與負(fù)載特性測(cè)試數(shù)據(jù)</p><p>　　根據(jù)表3-4作出硅光電池光照與負(fù)載特性曲線(xiàn)圖3.9。&l

45、t;/p><p>　　圖3.9 硅光電池光照與負(fù)載特性測(cè)試曲線(xiàn)</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　本文對(duì)太陽(yáng)能電池的理論進(jìn)行了討論。我們從中可以知道太陽(yáng)能是取之不盡用之不完而且環(huán)保清潔，在缺少交流電源供電的情況下更有不可替代的作用。太陽(yáng)能電池和二次充電電池配合使用時(shí)可以組成一個(gè)獨(dú)立的不間斷直流供電系統(tǒng)，可以為一些比如

46、：報(bào)警器、草坪燈、庭院入侵報(bào)警探頭、交通信號(hào)燈、手機(jī)充電器、無(wú)法提供電源的自動(dòng)控制設(shè)備等負(fù)載提供電能。</p><p>　　通過(guò)對(duì)太陽(yáng)能電池的研究我們知道了它具有這樣的特點(diǎn)：</p><p>　　（1）按最?lèi)毫拥臍夂驐l件設(shè)計(jì)：工作溫度：-30℃～ 95℃ ，相對(duì)濕度：0-100% ，最大 風(fēng)速：>200公里/小時(shí)。</p><p>　　（2）太陽(yáng)能光伏組件

47、具有非常好的輸出特性：短路電流溫度系數(shù)：2.0mA/℃ 開(kāi)路電壓溫 度系數(shù)：-0.078V/℃。</p><p>　　（3）單晶硅太陽(yáng)能電池具有很高的光電轉(zhuǎn)換效率，弱光性很強(qiáng)，只需要室外有陽(yáng)光直接照射到的地方即可使用。</p><p>　　當(dāng)前，在全球能源價(jià)格不斷攀升和溫室氣體減排的呼聲不斷增大的形勢(shì)下，太陽(yáng)能電池作為重要的可再生替代能源，有強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)力，市場(chǎng)需求將進(jìn)一步增加，

48、前景十分可觀。目前，全球太陽(yáng)能電池生產(chǎn)企業(yè)主要集中在日、德、美等國(guó)家。我國(guó)還屬于后起之秀，但根據(jù)HarrisInteractive調(diào)查公司的一項(xiàng)關(guān)于替代能源趨勢(shì)的全球性研究顯示，中國(guó)大約有40%的企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始實(shí)施替代能源技術(shù)或正在采取積極措施來(lái)對(duì)各自業(yè)務(wù)的替代能源方案進(jìn)行研究。</p><p>　　太陽(yáng)能電池發(fā)展前景，太陽(yáng)能光伏發(fā)電在不遠(yuǎn)的將來(lái)會(huì)占據(jù)世界能源消費(fèi)的重要席位，不但要替代部分常規(guī)能源，而且將成為世界能

49、源供應(yīng)的主體。預(yù)計(jì)到2030年，可再生能源在總能源結(jié)構(gòu)中將占到30％以上，而太陽(yáng)能光伏發(fā)電在世界總電力供應(yīng)中的占比也將達(dá)到10％以上；到2040年，可再生能源將占總能耗的50％以上，太陽(yáng)能光伏發(fā)電將占總電力的20％以上；到21世紀(jì)末，可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中將占到80％以上，太陽(yáng)能發(fā)電將占到60％以上。這些數(shù)字足以顯示出太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景及其在能源領(lǐng)域重要的戰(zhàn)略地位。由此可以看出，太陽(yáng)能電池市場(chǎng)前景廣闊。</p>&l

50、t;p>　　目前太陽(yáng)能電池主要包括晶體硅電池和薄膜電池兩種，它們各自的特點(diǎn)決定了它們?cè)诓煌瑧?yīng)用中擁有不可替代的地位。但是，未來(lái)10年晶體硅太陽(yáng)能電池所占份額盡管會(huì)因薄膜太陽(yáng)能電池的發(fā)展等原因而下降，但其主導(dǎo)地位仍不會(huì)根本改變；而薄膜電池如果能夠解決轉(zhuǎn)換效率不高、制備薄膜電池所用設(shè)備價(jià)格昂貴等問(wèn)題，會(huì)有巨大的發(fā)展空間。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p>

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52、動(dòng)態(tài)(陽(yáng)光能源), 2006,(04) 。</p><p>　　5張耀明.中國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀與前景[J]. 能源研究與利用,2007,(01) 。 </p><p>　　6）謝富昌. 不同類(lèi)型光伏電池的發(fā)電性能研究[J]. 太陽(yáng)能, 2003,(06) 。 </p><p>　　7）趙利勇,胡明輔,楊貞妮. 太陽(yáng)能利用技術(shù)與發(fā)展[J]. 能源與環(huán)境, 2