光伏电池

工作原理

　　太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。以光电效应工作的薄膜式太阳能电池为主流，而以光化学效应原理工作的太阳能电池则还处于萌芽阶段。太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴--电子对。在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。
　　太阳能电池板发的电--交网逆变器--电网.或离网系统:太阳能电池板-太阳能控制器-蓄电池-逆变器-负载使用。

分类

　　按结构分类：同质结太阳电池，异质结太阳电池，肖特基太阳电池
　　按材料分类：硅太阳电池，敏化纳米晶太阳电池，有机化合物太阳电池，塑料太阳电池，无机化合物半导体太阳电池
　　按光电转换机理：传统太阳电池，激子太阳电池

应用

　　上世纪60年代，科学家们就已经将太阳电池应用于空间技术——通信卫星供电。上世纪末，在人类不断自我反省的过程中，对于光伏发电这种如此清洁和直接的能源形式已愈加亲切，不仅在空间应用，在众多领域中也大显身手。如：太阳能庭院灯、太阳能发电户用系统、村寨供电的独立系统、光伏水泵（饮水或灌溉）、通信电源、石油输油管道阴极保护、光缆通信泵站电源、海水淡化系统、城镇中路标、高速公路路标等。欧美等先进国家将光伏发电并入城市用电系统及边远地区自然界村落供电系统纳入发展方向。太阳电池与建筑系统的结合已经形成产业化趋势。

　　一、用户太阳能电源
　　1.小型电源10-100W不等，用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电，如照明、电视、收录机等；
　　2. 3-5KW家庭屋顶并网发电系统；
　　3.光伏水泵：解决无电地区的深水井饮用、灌溉。
　　二、交通领域
　　如航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、路灯、高空障碍灯、高速公路/铁路无线电话亭、无人值守道班供电等。三、通讯/通信领域
　　太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统；农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵GPS供电等。
　　四、石油、海洋、气象领域
　　石油管道和水库闸门阴极保护太阳能电源系统、石油钻井平台生活及应急电源、海洋检测设备、气象/水文观测设备等
　　五、家庭灯具电源
　　如庭院灯、路灯、手提灯、野营灯、登山灯、垂钓灯、黑光灯、割胶灯、节能灯等。
　　六、光伏电站
　　10KW-50MW独立光伏电站、风光（柴）互补电站、各种大型停车厂充电站等。

发展历史

　　1954年块实用化太阳能电池在美国贝尔实验室问世，幷首先应用于空间技术。当时太阳能电池的转换效率为8％。1973年世界爆发石油危机，从此之后，人们普遍对于太阳能电池关注，近10几年来，随着世界能源短缺和环境污染等问题日趋严重，太阳能电池的清洁性、安全性、长寿命，免维护以及资源可再生性等优点更加显现。一些发达国家制定了一系列鼓舞光伏发电的优惠政策，幷实施庞大的光伏工程计划，为太阳能电池产业创造了良好的发展机遇和巨大的市场空间，太阳能电池产业进入了高速发展时期，幷带动了上游多晶硅材料业和下游太阳能电池设备业的发展。在1997－2006年的10年中，世界光伏产业扩大了20倍，今后10年世界光伏产业仍以每年30％以上的增长速度发展。

　　1954 美国贝尔实验室发明单晶硅太阳能电池，效率为6％
　　1955 个光伏航标灯问世，美国RCA发明Ga As太阳能电池
　　1958 太阳能电池首次装备于美国先锋1号卫星，转换效率为8％。
　　1959 个单晶硅太阳能电池问世。
　　1960 太阳能电池首次实现并网运行。
　　1974 突破反射绒面技术，硅太阳能电池效率达到18％。
　　1975 非晶硅及带硅太阳能电池问世
　　1978 美国建成100KW光伏电站
　　1980 单晶硅太阳能电池效率达到20％多晶硅为14.5％，Ga As为22.5％
　　1986 美国建成6.5KW光伏电站
　　1990 德国提出“2000光伏屋顶计划”
　　1995 高效聚光Ga As太阳能电池问世，效率达32％。
　　1997 美国提出“克林顿总统百万太阳能屋顶计划，日本提出“新阳光计划”
　　1998 单晶硅太阳能电池效率达到24.7％，荷兰提出“百万光伏屋顶计划”
　　2000 世界太阳能电池总产量达287MW，欧洲计划2010年生产60亿瓦光伏电池

市场状况

　　1998年以前，单晶硅电池占世界光伏生产的主导地位。其次是多晶硅电池。从1998年开始，多晶硅电池开始超过单晶硅跃居。非晶硅从20世纪80年代初开始商业化生产，但由于效率低和光衰减问题，市场份额增加不快。CdTe电池从20世纪80年代中期开始商业化生产，市场份额增加缓慢，除技术因素外，人们对Cd的毒性的疑虑也是原因之一。 CIS电池的产业化进程比较缓慢，原因是生产过程中化学剂量比难以控制，大面积均匀性和重复性较差。
　　全球太阳能电池产量1996-2006年10年间增长26 倍，年复合增长率38[%]；太阳能电池年装机量1996-2006 年10 年间增长22 倍，年复合增长率36[%]，成长速度唯有半导体工业可堪比拟。目前世界上的光伏市场是德国，但太阳能发电占其总发电量仍不到0.5[%]，而太阳能必将进入主流能源市场，所以长期市场前景一片光明。

发展趋势

　　※ 1998年以前，单晶硅电池占市场主导地位，其次是多晶硅电池。
　　※ 从1998年起，多晶硅电池开始超过单晶硅跃居。
　　※ 非晶硅从80年代初开始商业化，由于效率低和光衰减问题，市场份额先高后低。
　　※ CdTe电池从80年代中期开始商业化生产，市场份额增加缓慢，Cd的毒性是原因之一。
　　※ CIS电池的产业化进程比较缓慢，生产工艺难于控制，In是稀有元素。
　　※ Sanyo公司a-Si/c-Si电池商业化仅两三年，发展迅速。

组件生产工艺

　　组件线又叫封装线，封装是太阳能电池生产中的关键步骤，没有良好的封装工艺，多好的电池也生产不出好的组件板。电池的封装不仅可以使电池的寿命得到保证，而且还增强了电池的抗击强度。产品的高质量和高寿命是赢得可客户满意的关键，所以组件板的封装质量非常重要。
　　流程：
　　1、电池检测
　　2、正面焊接并检验
　　3、背面串接并检验
　　4、敷设（玻璃清洗、材料切割、玻璃预处理、敷设）
　　5、层压
　　6、去毛边（去边、清洗）
　　7、装边框（涂胶、装角键、冲孔、装框、擦洗余胶）
　　8、焊接接线盒
　　9、高压测试
　　10、组件测试，外观检验
　　11、包装入库