太陽能電池的結(jié)構(gòu)組成是什么樣的？

太陽能電池板(Solar panel)是通過吸收太陽光，將太陽輻射能通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接或間接轉(zhuǎn)換成電能的裝置，它是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中重要的組件之一，而陽能電池是決定轉(zhuǎn)化率和使用壽命的重要因素。今天我們講下太陽能電池板原理以及電池板的特性有哪些?

一、太陽能電池板的結(jié)構(gòu)組成

1、鋼化玻璃

其作用為保護(hù)發(fā)電主體(如電池片)，透光其選用是有要求的，一個(gè)是透光率必須高(一般91%以上)，另一個(gè)是超白鋼化處理。

2、EVA

用來粘結(jié)固定鋼化玻璃和發(fā)電主體(如電池片)，透明EVA材質(zhì)的優(yōu)劣直接影響到組件的壽命，暴露在空氣中的EVA易老化發(fā)黃，從而影響組件的透光率，從而影響組件的發(fā)電質(zhì)量除了EVA本身的質(zhì)量外，組件廠家的層壓工藝影響也是非常大的，如EVA膠連度不達(dá)標(biāo)，EVA與鋼化玻璃、背板粘接強(qiáng)度不夠，都會(huì)引起EVA提早老化，影響組件壽命。

3、電池片

主要作用就是發(fā)電，發(fā)電主體市場(chǎng)上主流的是晶體硅太陽電池片、薄膜太陽能電池片，兩者各有優(yōu)劣。晶體硅太陽能電池片,設(shè)備成本相對(duì)較低，但消耗及電池片成本很高，但光電轉(zhuǎn)換效率也高，在室外陽光下發(fā)電比較適宜;薄膜太陽能電池，相對(duì)設(shè)備成本較高，但消耗和電池成本 很低，但光電轉(zhuǎn)化效率相對(duì)晶體硅電池片一半多點(diǎn)，但弱光效應(yīng)非常好，在普通燈光下也能發(fā)電，如計(jì)算器上的太陽能電池。

4、背板

背板作用是密封、絕緣、防水(一般都用TPT、TPE等材質(zhì)必須耐老化，大部分組件廠家都質(zhì)保25年，鋼化玻璃，鋁合金一般都沒問題，關(guān)鍵就在與背板和硅膠是否能達(dá)到要求。)

5、鋁合金

保護(hù)層壓件，起一定的密封、支撐作用

6、接線盒

保護(hù)整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)，起到電流中轉(zhuǎn)站的作用，如果組件短路接線盒自動(dòng)斷開短路電池串，防止燒壞整個(gè)系統(tǒng)。接線盒中最關(guān)鍵的是二極管的選用，根據(jù)組件內(nèi)電池片的類型不同，對(duì)應(yīng)的二極管也不相同。

7、硅膠

密封作用，用來密封組件與鋁合金邊框、組件與接線盒交界處。有些公司使用雙面膠條、泡棉來替代硅膠，國內(nèi)普遍使用硅膠，工藝簡(jiǎn)單，方便，易操作，而且成本很低。

太陽能電池板的核心組成部分是太陽能電池片，一般說來，每個(gè)電池板所用電池片的電特性要基本一致，否則將在電性能不好或被遮擋的電池(問題電池)上產(chǎn)生所謂熱斑效應(yīng)。

為防止熱斑產(chǎn)生應(yīng)該在每一片電池上都并聯(lián)一個(gè)旁路二極管，在當(dāng)電池發(fā)生問題或被遮擋時(shí)，其它電池產(chǎn)生的大于問題電池的電流將被旁路二極管旁路。

而事實(shí)上，在每一片電池上都并聯(lián)一個(gè)二極管是不現(xiàn)實(shí)的。一般在太陽能電池組件上是18片(36片或54片電池串聯(lián)的組件)或24片(72片電池串聯(lián)的組件)電池串聯(lián)后并聯(lián)一個(gè)二極管。

可以想象，當(dāng)這18片或24片電池中產(chǎn)生的電流不一致時(shí)，也就是有問題電池存在時(shí)，通過這串電池的電流將在問題電池上引起熱斑。

太陽能電池組件的層壓件結(jié)構(gòu)(按照工藝順序)：

1、鋼化玻璃：其作用為保護(hù)發(fā)電主體(電池片)，透光其選用是有要求的，透光率必須高(一般91%以上);超白鋼化處理 。

2、EVA：用來粘結(jié)固定鋼化玻璃和發(fā)電主體(電池片)，透明EVA材質(zhì)的優(yōu)劣直接影響到太陽能電池組件的壽命，暴露在空氣中的EVA易老化發(fā)黃，從而影響組件的透光率，從而影響組件的發(fā)電質(zhì)量除了EVA本身的質(zhì)量外，組件廠家的層壓工藝影響也是非常大的，如EVA膠黏度不達(dá)標(biāo)，EVA與鋼化玻璃、背板粘接強(qiáng)度不夠，都會(huì)引起EVA提早老化，影響組件壽命。

3、發(fā)電主體：主要作用就是發(fā)電，發(fā)電主體市場(chǎng)上主流的是晶體硅太陽電池片、薄膜太陽能電池片，兩者各有優(yōu)劣晶體硅太陽能電池片,設(shè)備成本相對(duì)較低，但消耗及電池片成本很高，但光電轉(zhuǎn)換效率也高，在室外陽光下發(fā)電比較適宜薄膜太陽能電池，相對(duì)設(shè)備成本較高，但消耗和電池成本很低，但光電轉(zhuǎn)化效率相對(duì)晶體硅電池片一半多點(diǎn)，但弱光效應(yīng)非常好，在普通燈光下也能發(fā)電。

4、背板 作用，密封、絕緣、防水(一般都用TPT、TPE等)材質(zhì)必須耐老化，現(xiàn)在組件廠家都質(zhì)保25年，鋼化玻璃，鋁合金一般都沒問題，關(guān)鍵就在與背板和硅膠是否能達(dá)到要求。

能夠提供足夠的機(jī)械強(qiáng)度，使太陽能電池組件能經(jīng)受運(yùn)輸、安裝和使用過程中發(fā)生的沖擊、震動(dòng)等產(chǎn)生的應(yīng)力，能夠經(jīng)受住冰雹的單擊力;具有良好的密封性，能夠防風(fēng)、防水、隔絕大氣條件下對(duì)太陽能電池片的腐蝕;具有良好的電絕緣性能;抗紫外線能力強(qiáng);、工作電壓和輸出功率按不同的要求設(shè)計(jì)，可以提供多種接線方式，滿足不同的電壓、電流和功率輸出要求;

5、因太陽能電池片串、并聯(lián)組合引起的效率損失小;

6、太陽能電池片連接*;

7、工作壽命長(zhǎng)，要求太陽能電池組件在自然條件下能夠使用20年以上;

8、在滿足前述條件下，封裝成本盡可能低。

太陽能電池是一對(duì)光有響應(yīng)并能將光能轉(zhuǎn)換成電力的器件。能產(chǎn)生光伏效應(yīng)的材料有許多種，如：?jiǎn)尉Ч?，多晶硅，非晶硅，砷化鎵，硒銦銅等。它們的發(fā)電原理基本相同，以晶體為例描述光發(fā)電過程。P型晶體硅經(jīng)過摻雜磷可得N型硅，形成P-N結(jié)。

當(dāng)光線照射太陽能電池表面時(shí)，一部分光子被硅材料吸收;光子的能量傳遞給了硅原子，使電子發(fā)生了越遷，成為自由電子在P-N結(jié)兩側(cè)集聚形成了電位差，當(dāng)外部接通電路時(shí)，在該電壓的作用下，將會(huì)有電流流過外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。這個(gè)過程的實(shí)質(zhì)是：光子能量轉(zhuǎn)換成電能的過程太陽電池能量轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)是結(jié)的光生伏特效應(yīng)。

當(dāng)光照射到pn結(jié)上時(shí)，產(chǎn)生電子一空穴對(duì)，在半導(dǎo)體內(nèi)部結(jié)附近生成的載流子沒有被復(fù)合而到達(dá)空間電荷區(qū)，受內(nèi)建電場(chǎng)的吸引，電子流入n區(qū)，空穴流入p區(qū)，結(jié)果使n區(qū)儲(chǔ)存了過剩的電子，p區(qū)有過剩的空穴。它們?cè)趐n結(jié)附近形成與勢(shì)壘方向相反的光生電場(chǎng)。

光生電場(chǎng)除了部分抵消勢(shì)壘電場(chǎng)的作用外，還使p區(qū)帶正電，N區(qū)帶負(fù)電，在N區(qū)和P區(qū)之間的薄層就產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這就是光生伏特效應(yīng)。

此時(shí)，如果將外電路短路，則外電路中就有與入射光能量成正比的光電流流過，這個(gè)電流稱作短路電流，另一方面，若將PN結(jié)兩端開路，則由于電子和空穴分別流入N區(qū)和P區(qū)，使N區(qū)的費(fèi)米能級(jí)比P區(qū)的費(fèi)米能級(jí)高，在這兩個(gè)費(fèi)米能級(jí)之間就產(chǎn)生了電位差?？梢詼y(cè)得這個(gè)值，并稱為開路電壓。由于此時(shí)結(jié)處于正向偏置，因此，上述短路光電流和二極管的正向電流相等，并由此可以決定電位差的值。

太陽能電池的基本特性

太陽能電池的基本特性有太陽能電池的極性、太陽電池的性能參數(shù)、太陽能電環(huán)保電池的伏安特性三個(gè)基本特性。具體解釋如下：

1、太陽能電池的極性

硅太陽能電池的一般制成P+/N型結(jié)構(gòu)或N+/P型結(jié)構(gòu)，P+和N+，表示太陽能電池正面光照層半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型;N和P，表示太陽能電池背面襯底半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型。太陽能電池的電性能與制造電池所用半導(dǎo)體材料的特性有關(guān)。

2、太陽電池的性能參數(shù)

太陽電池的性能參數(shù)由開路電壓、短路電流、最大輸出功率、填充因子、轉(zhuǎn)換效率等組成。這些參數(shù)是衡量太陽能電池性能好壞的標(biāo)志。

3　太陽能電池的伏安特性

P-N結(jié)太陽能電池包含一個(gè)形成于表面的淺P-N結(jié)、一個(gè)條狀及指狀的正面歐姆接觸、一個(gè)涵蓋整個(gè)背部表面的背面歐姆接觸以及一層在正面的抗反射層。當(dāng)電池暴露于太陽光譜時(shí)，能量小于禁帶寬度Eg的光子對(duì)電池輸出并無貢獻(xiàn)。能量大于禁帶寬度Eg的光子才會(huì)對(duì)電池輸出貢獻(xiàn)能量Eg，小于Eg的能量則會(huì)以熱的形式消耗掉。因此，在太陽能電池的設(shè)計(jì)和制造過程中，必須考慮這部分熱量對(duì)電池穩(wěn)定性、壽命等的影響。

太陽能電池的主要成分是什么

太陽能電池是硅單質(zhì)，單質(zhì)通?？嫉倪€有芯片 硅酸鹽則是陶瓷玻璃水泥 二氧化硅考的通常是光導(dǎo)纖維和水晶 。