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光伏電池及其特性
光伏電池( PV cell )主要功能是將太陽(yáng)的光能轉(zhuǎn)換成電能,當(dāng)前是以硅材料為基地的硅太陽(yáng)能電池,包括單晶硅、多晶硅、非晶硅 、多元化合物電池 。在效率和 壽命 方面單晶硅和多晶硅優(yōu)于非晶硅,多晶硅比單晶硅轉(zhuǎn)換效率低,但多晶硅價(jià)格便宜 。 晶體磕太陽(yáng)電池、薄膜太陽(yáng)電池、硅異質(zhì)結(jié) (HIT) 太陽(yáng)電池 等 。光伏組件是由多個(gè)太陽(yáng)能電池組合而成,根據(jù)實(shí)際的功率需求,電壓等級(jí)由光伏電池 串聯(lián) 實(shí)現(xiàn), 電流輸出由光伏電池并聯(lián)實(shí)現(xiàn),光伏陣列是根據(jù)電站規(guī)模的大小有若干個(gè)光伏組件構(gòu)成。蓄電池:將太陽(yáng)電池組件產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存起來(lái),當(dāng)光照不足或晚上、或者負(fù)載需求大于太陽(yáng)電池組件所發(fā)的電量時(shí),將儲(chǔ)存的電能釋放以滿足負(fù)載的能量需求,它是太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的儲(chǔ)能部件。
B :光伏電池特性包括光電特性和光化學(xué)特性,光化學(xué)特性還在萌芽階段,暫不學(xué)習(xí)。 太陽(yáng)能電池工作是基于光電效應(yīng)原理下, 如下圖所示: A 是 N 型硅, B 是 P 型硅,當(dāng)材料接觸的時(shí)候生成一個(gè)內(nèi)部電勢(shì),使得電子只能從 B 區(qū)到 A 區(qū),當(dāng)太陽(yáng)光照射到光伏電池板時(shí),光子帶有足夠的能量使得電子脫離形成空穴或者說(shuō)是電子 — 空穴對(duì)現(xiàn), 此時(shí)內(nèi)部電勢(shì)會(huì)將光子釋放的電子送到 A 區(qū),空穴送到 B 區(qū),打破了開(kāi)始的平衡, A 區(qū)的電子越來(lái)越多,當(dāng)在 PN 結(jié)外部接上回路,就能夠形成電流。 實(shí)際上只是電子在移動(dòng),這個(gè)也取決于半導(dǎo)體材料的特性,半導(dǎo)體材料禁帶較窄,電子只需要較小的能量即可脫離束縛,留下空穴,這樣使得周圍的電子區(qū)填補(bǔ)空穴,形成電流。4質(zhì)量要求:1焊接后的背電極表面必須平整,焊錫在某一點(diǎn)不允許堆積的現(xiàn)象。 (注釋:來(lái)源于物理學(xué),赫茲發(fā)現(xiàn),愛(ài)因斯坦正確解釋,某些物質(zhì)在光照的情況下可以生成電子)
太陽(yáng)能電池板的工作原理
太陽(yáng)能光伏電池是一種可以轉(zhuǎn)化太陽(yáng)能為電能的特殊裝置,該裝置利用了光伏效應(yīng)原理。所謂光伏效應(yīng)全稱叫做半導(dǎo)體 PN 結(jié)的光生伏應(yīng),一旦光線照射物體,物體內(nèi)部的電荷分布狀態(tài)就會(huì)發(fā)生變化,進(jìn)而有電流出現(xiàn)。
太陽(yáng)能光伏電池表面覆蓋一層半導(dǎo)體薄片,這種薄片與金屬薄膜極為相似。一旦陽(yáng)光照射到半導(dǎo)體薄片,很大一部分太陽(yáng)光就會(huì)被半導(dǎo)體所吸收。被半導(dǎo)體吸收的太陽(yáng)光會(huì)轉(zhuǎn)化為兩種形式:一是轉(zhuǎn)化為熱能;2mm在太陽(yáng)電池光譜響應(yīng)的波長(zhǎng)范圍內(nèi)320-1100nm透光率達(dá)91以上,對(duì)于大于1200nm的紅外光有較高的反射率。二是產(chǎn)生空穴對(duì)。生成于 PN 結(jié)附近的載流子進(jìn)入空間電荷區(qū),在內(nèi)部電場(chǎng)的作用下,電子流與空穴流分別進(jìn)入 N 區(qū)和 P 區(qū),導(dǎo)致 N 區(qū)與 P 區(qū)分別儲(chǔ)存了過(guò)剩的電子和空穴,二者在 P—N 結(jié)附近形成光生電場(chǎng)(不同于勢(shì)壘方向)。光生電場(chǎng)不僅使勢(shì)壘電場(chǎng)減弱,而且還使 P 區(qū)和 N 區(qū)分別帶上正電和負(fù)點(diǎn),如此一來(lái),電動(dòng)勢(shì)出現(xiàn)。
將鋪設(shè)好的疊層組件進(jìn)行層壓封裝
質(zhì)量要求:
① 玻璃不允許毛面朝上;背膜、 EVA 邊緣無(wú)明顯偏移。(層壓前)
② 組件內(nèi)部無(wú)氣泡、明顯異物、碎片。(層壓后)
③ 電池片之間無(wú)錯(cuò)位、并片現(xiàn)象;背膜必須蓋住整個(gè)玻璃。(層壓后)
注意事項(xiàng):
1 四氟布要保持清潔,特別是 EVA 膠的殘留物盡量不要留在其表面;層壓后的組件背
面若有 EVA 膠或其他臟物殘留,需及時(shí)清除。
2 層壓前不要隨意推動(dòng)組件,要防止其疊層移位。
3 操作工每次在組件進(jìn)入層壓機(jī)后,要對(duì)上下室的真空度進(jìn)行監(jiān)控,如與設(shè)置的真空
度不符,該層壓機(jī)應(yīng)暫停使用,將異常情況作好記錄,并及時(shí)反應(yīng)給生產(chǎn)部領(lǐng)導(dǎo)或保障部有關(guān)人員。
4 若發(fā)現(xiàn)熱板溫度有異常(比設(shè)置溫度高 5 ℃以上),該層壓機(jī)應(yīng)暫停使用,將異常情
況作好記錄,并及時(shí)反應(yīng)給生產(chǎn)部領(lǐng)導(dǎo)或保障部有關(guān)人員。
5 若發(fā)現(xiàn)層壓好的組件連續(xù)三次出現(xiàn)氣泡,該層壓機(jī)應(yīng)暫停使用,將異常情況作好記
錄,并及時(shí)反應(yīng)給生產(chǎn)部領(lǐng)導(dǎo)或保障部有關(guān)人員。
我們認(rèn)為,太陽(yáng)能電池板提供的電力是一種電流有限的電壓電源。我們可在系統(tǒng)和電池充電所需的總電流超過(guò)太陽(yáng)能電池板提供的電流時(shí),通過(guò)降低充電電流并在 MPP 附近調(diào)節(jié)系統(tǒng)總線電壓,從而使太陽(yáng)能電池板給鋰離子電池充電提供電力。系統(tǒng)電源和電池充電電源控制架構(gòu)是設(shè)計(jì)可靠的太陽(yáng)能電池板供電系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。組件測(cè)試參數(shù)校正:在測(cè)試軟件中調(diào)用已保存的標(biāo)準(zhǔn)組件參數(shù)文件或按下上面的參數(shù)設(shè)置(Parameters)按鈕,在彈出的對(duì)話框中輸入設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)組件的各類參數(shù)。
Jinrong Qian 是 TI 便攜式電源電池管理部的應(yīng)用工程設(shè)計(jì)經(jīng)理及科技的。他發(fā)表了 40 多篇關(guān)于電源電子事務(wù)處理和電源管理方面的文章,都得到同行的好評(píng),還擁有 19 項(xiàng)美國(guó)專利。他于 1985 年自浙江大學(xué)獲得電子工程學(xué)士,并于 1997 年自弗吉尼亞工學(xué)院 (Virginia Polytechnic Institute) 和弗吉尼亞州立大學(xué) (State University) 獲得博士。 Jinrong 的聯(lián)系方式為: ti_jinrongqian@list.ti.com 。如今一般應(yīng)用 60 %的 Sn 、 38 %的 Pb 、 2 %的 Ag 電鍍工藝后的銅扁絲 ( 薄厚約為 100 ~ 200 μ m) 。
Nigel Smith 是 TI 便攜式應(yīng)用的電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)部的系統(tǒng)工程師。加入 TI 前, Nigel 曾在航天產(chǎn)業(yè)中工作過(guò)幾年,其間曾設(shè)計(jì)多種鎳鎘和鋰離子電源系統(tǒng)。他自英國(guó)索爾福德大學(xué) (Salford University) 獲得電子理學(xué)士。 Nigel 的聯(lián)系方式為: ti_nigelsmith@list.ti.com 。敷設(shè)層級(jí):從下向上:玻璃、 EVA 、電池、 EVA 、玻璃化學(xué)纖維、側(cè)板。