太阳能电池的原理是什么?它是如何进行工作的?
扫描二维码
随时随地手机看文章
太阳每年都会产生很多能量,我们称之为太阳能。太阳每天辐射在澳大利亚上的能量两万倍于我们从石油、天然气和煤炭中获得的能量,而且,对我们来说,在太阳余下的五百万年的寿命中,太阳能是取之不尽用之不竭的。 太阳能板是由太阳能电池组成,太阳能电池可以将阳光中的太阳能转换成电能。
太阳能光伏发电的能量转换器是太阳能电池,又称光伏电池。太阳能电池发电的原理是光生伏打效应,当太阳光照射在太阳能电池上时,电池吸收光能,产生光生电子—空穴对。在电池内建电场作用下,光生电子和空穴被分离,电池两端出现异号电荷的积累,即产生“光生电压”,这就是“光生伏打效应” 。若在内建电场的两侧引出电极并接上负载,则负载就有“光生电流”流过,从而获得功率输出。这样,太阳的光能就直接变成了可以使用的电能。
半导体太阳能电池的发电过程大概如下:
1.首先是收集太阳光和其他光能使之照射到太阳能电池表面上;
2.太阳能电池能够吸收具有一定能量的光子,激发出非平衡载流子(光生载流子)一电子一空穴对,这些电子和空穴应有足够的寿命,在它们被分离之前不会复合消失。;
3.具有不同电荷属性的光生载流子在太阳能电池p-n结内建电场的作用下,可以使电子一空穴分离,其中电子集中在一边,空穴则集中在另一边,在p-n结两边就会产生异性电荷的积累,从而产生光生电动势,即光生电压;
4.最后在太阳能电池p-n结的两侧引出电极,并接上负载,就可以在外侧电路中产生光生电流,从而获得输出功率,这样太阳能电池就把太阳能(或其他光能)直接转换成电能。
太阳能电池生产流程
(1)生产准备,包括激光划片,电池片分选,裁剪焊带、EVA、TPT。
(2)单片焊接,将汇流带焊接到电池正面(负极)的主栅线上,汇流带为镀锡的铜带。多出的焊带在背面焊接时与后面的电池片的背面电极相连。
(3)串联焊接,串联焊接是将N张片电池串接在一起形成一个组件串,电池的定位主要靠一个膜具板,操作者使用电烙铁和焊锡丝将单片焊接好的电池的正面电极(负极)焊接到 “后面电池”的背面电极(正极)上,这样依次将N张片串接在一起并在组件串的正负极焊接出引线。
(4)组件叠层,电池片串联焊接好且经过检验合格后,将组件串、玻璃和切割好的EVA 、背板按 照一定的层次敷设好,准备层压,如图所示。敷设时保证电池串与玻璃等材料的相对 位置,调整好电池间的距离,为层压打好基础。(敷设层次:由下向上:玻璃、EVA、 电池、EVA、背板)。
(5)EL检测, 在太阳能电池片生产中,EL检测仪可以应用于检测电池片的内部缺陷,如黑心、 黑斑、断栅、隐裂、碎片等缺陷。
(6)组件层压,层压工艺主要采用层压机,如图所示。将敷设好的电池放入层压机内,通过抽真 空将组件内的空气抽出,然后加热使EVA熔化将电池、玻璃和背板粘接在一起;最后 冷却取出组件。层压工艺是组件生产的关键一步,层压温度层压时间根据EVA的性质决定。
(7)修边,层压时EVA熔化后由于压力而向外延伸固化形成毛边,所以层压完毕应将其切除,称 为修边。
(8)装框, 装框类似与给玻璃装一个镜框;给玻璃组件装铝框,增加组件的强度,进一步的密 封电池组件,延长电池的使用寿命。边框和玻璃组件的缝隙用硅酮树脂填充。装框用装框机来完成。
(9)安装接线盒,在组件背面引线处焊接一个盒子,以利于电池与其他设备或电池间的连接。
(10)成品测试, 成品测试包括压力测试和参数测试。