什么是光伏組件？光伏發(fā)電的主要原理

光伏發(fā)電的主要原理是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。光子照射到金屬上時(shí)，它的能量可以被金屬中某個(gè)電子全部吸收，電子吸收的能量足夠大，能克服金屬內(nèi)部引力做功，離開金屬表面逃逸出來(lái)，成為光電子。硅原子有4個(gè)外層電子，如果在純硅中摻入有5個(gè)外層電子的原子如磷原子，就成為N型半導(dǎo)體;若在純硅中摻入有3個(gè)外層電子的原子如硼原子，形成P型半導(dǎo)體。當(dāng)P型和N型結(jié)合在一起時(shí)，接觸面就會(huì)形成電勢(shì)差，成為太陽(yáng)能電池。當(dāng)太陽(yáng)光照射到P-N結(jié)后，空穴由P極區(qū)往N極區(qū)移動(dòng)，電子由N極區(qū)向P極區(qū)移動(dòng)，形成電流。

光電效應(yīng)就是光照使不均勻半導(dǎo)體或半導(dǎo)體與金屬結(jié)合的不同部位之間產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象。它首先是由光子(光波)轉(zhuǎn)化為電子、光能量轉(zhuǎn)化為電能量的過程;其次，是形成電壓過程。

單體太陽(yáng)電池不能直接做電源使用。作電源必須將若干單體電池串、并聯(lián)連接和嚴(yán)密封裝成組件。太陽(yáng)能電池組件(也叫太陽(yáng)能電池板)是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中最重要的部分。其作用是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，或送往蓄電池中存儲(chǔ)起來(lái)，或推動(dòng)負(fù)載工作。

對(duì)正負(fù)電荷，由于在PN結(jié)區(qū)域的正負(fù)電荷被分離，因而可以產(chǎn)生一個(gè)外電流場(chǎng)，電流從晶體硅片電池的底端經(jīng)過負(fù)載流至電池的頂端。 這就是 “光生伏打效應(yīng)”。 將一個(gè)負(fù)載連接在太陽(yáng)能電池的上下兩表面間時(shí)，將有電流流過該負(fù)載，于是太陽(yáng)能電池 就產(chǎn)生了電流;太陽(yáng)能電池吸收的光子越多，產(chǎn)生的電流也就越大。光子的能量由波長(zhǎng)決定，低于基能能量的光子不能產(chǎn)生自由電子，一個(gè)高于基能能量的光子將僅產(chǎn)生一個(gè)自由 電子，多余的能量將使電池發(fā)熱，伴隨電能損失的影響將使太陽(yáng)能電池的效率下降.

12月3日電，財(cái)聯(lián)社記者從晶科能源方面獲悉，公司暫扣的光伏組件被美國(guó)海關(guān)首批放行，具體放行的數(shù)量，以及相關(guān)檢查流程是否有變化，正在進(jìn)一步核實(shí)。此前來(lái)自行業(yè)信息顯示，有大量使用瓦克多晶硅制造的晶科能源組件已經(jīng)出現(xiàn)在美國(guó)市場(chǎng)，并且已經(jīng)在安裝現(xiàn)場(chǎng)。

介紹了光子板的工作原理，感覺還可以，希望能夠帶去幫助。

1954年，首塊單晶體光子板問世，到1958年，首塊多晶體光子板開始出現(xiàn)，前后有四年之差，至于它們之間的區(qū)別，百度上應(yīng)該有介紹，不再詳述，如何分辨，前篇當(dāng)中也發(fā)過照片，為便于觀察識(shí)別，今天再發(fā)一次。

本篇重點(diǎn)介紹一下光子板的具體組成及各電氣參數(shù)。

光子板主要由以下8個(gè)部分組成∶

1、背板∶多層高分子薄膜經(jīng)碾壓黏合起來(lái)的復(fù)合膜，對(duì)電池片起保護(hù)和支撐作用，具有可靠的絕緣性、阻水性和耐老化性。

2、EVA∶EVA膠膜用于電池組件的封裝。

3、焊帶∶用于電池組件內(nèi)電池的電氣連接。

4、電池片。電池組件的核心部分，經(jīng)過摻雜、擴(kuò)散，燒制而成的半導(dǎo)體電池片。

5、玻璃∶起支撐作用，為電池組件提供足夠的機(jī)械強(qiáng)度。

6、硅膠∶密封。

7、鋁型材∶框架。

8、接線盒∶將產(chǎn)生電能輸出至用電器或其他設(shè)備。

單片電池片的發(fā)電效率是比較低的，比如，一片156*156的電池片功率只有3W多點(diǎn)，遠(yuǎn)不能滿足需要，所以要把多片電池片串聯(lián)起來(lái)，被串聯(lián)起來(lái)的電池片稱之為電池串。

在上圖中，二極管的作用是起旁路作用，避免熱斑效應(yīng)，不會(huì)因?yàn)槟骋黄姵仄鰡栴}而導(dǎo)致整個(gè)組件不能發(fā)電的情況。

用于衡量光子板性能的主要有以下幾個(gè)參數(shù)∶

1、最大功率Pmax∶電源在短時(shí)間內(nèi)能達(dá)到的最大功率。

2、最佳工作點(diǎn)電流Imp∶最大輸出功率Pmax對(duì)應(yīng)的電流。

3、最佳工作點(diǎn)電壓Vmp∶最大輸出功率對(duì)應(yīng)的電壓。

4、開路電壓Voc∶兩端開路時(shí)，所對(duì)應(yīng)的電壓值。

5、短路電流Isc∶輸出短路狀態(tài)下，通過光子板兩端的電流。

6、轉(zhuǎn)換效率η∶光電轉(zhuǎn)換效率，即最大功率Pmax與入射功率的比值。

7、填充因數(shù)FF∶最大功率Pmax與理想電池產(chǎn)生功率的比值，0.5–0.8之間。

如果光線照射在太陽(yáng)能電池上并且光在界面層被吸收，具有足夠能量的光子能夠在P型硅和N型硅中將電子從共價(jià)鍵中激發(fā)，以致產(chǎn)生電子-空穴對(duì)。界面層附近的電子和空穴在復(fù)合之前，將通過空間電荷的電場(chǎng)作用被相互分離。電子向帶正電的N區(qū)和空穴向帶負(fù)電的P區(qū)運(yùn)動(dòng)。

通過界面層的電荷分離，將在P區(qū)和N區(qū)之間產(chǎn)生一個(gè)向外的可測(cè)試的電壓。此時(shí)可在硅片的兩邊加上電極并接入電壓表。對(duì)晶體硅太陽(yáng)能電池來(lái)說，開路電壓的典型數(shù)值為0.5～0.6V。通過光照在界面層產(chǎn)生的電子-空穴對(duì)越多，電流越大。界面層吸收的光能越多，界面層即電池面積越大，在太陽(yáng)能電池中形成的電流也越大 [2] 。

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)內(nèi)建電場(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。

光—電直接轉(zhuǎn)換方式該方式是利用光伏效應(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)，光電二極管就會(huì)把太陽(yáng)的光能變成電能，產(chǎn)生電流。當(dāng)許多個(gè)電池串聯(lián)或并聯(lián)起來(lái)就可以成為有比較大的輸出功率的太陽(yáng)能電池方陣了。太陽(yáng)能電池是一種大有前途的新型電源，具有永久性、清潔性和靈活性三大優(yōu)點(diǎn).太陽(yáng)能電池壽命長(zhǎng)，只要太陽(yáng)存在，太陽(yáng)能電池就可以一次投資而長(zhǎng)期使用;與火力發(fā)電、核能發(fā)電相比，太陽(yáng)能電池不會(huì)引起環(huán)境污染。

光伏發(fā)電的主要具體原理是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。光子照射到金屬上時(shí)，它的能量可以被金屬中某個(gè)電子全部吸收，電子吸收的能量足夠大，能克服金屬內(nèi)部引力做功，離開金屬表面逃逸出來(lái)，成為光電子。硅原子有4個(gè)外層電子，如果在純硅中摻入有5個(gè)外層電子的原子如磷原子，就成為N型半導(dǎo)體;若在純硅中摻入有3個(gè)外層電子的原子如硼原子，形成P型半導(dǎo)體。當(dāng)P型和N型結(jié)合在一起時(shí)，接觸面就會(huì)形成電勢(shì)差，成為太陽(yáng)能電池。當(dāng)太陽(yáng)光照射到P-N結(jié)后，空穴由P極區(qū)往N極區(qū)移動(dòng)，電子由N極區(qū)向P極區(qū)移動(dòng)，形成電流。