太陽能電池板的工作原理

太陽能電池的設計及其工作原理取決於它是由什麼材料和技術製成的。因此，您需要了解主要選項的功能，以便了解它們的區別並選擇合適的解決方案來使用。所有數據都與高質量產品相關，廉價電池可能不符合聲明的參數，因為它們通常是在違反技術的情況下製造的。

標準剛性太陽能電池陣列設計。

術語

該領域使用的主要術語：

1. 太陽能是使用面板時從太陽獲得的電能。
2. 日照 - 顯示有多少陽光落在垂直於光線的一平方米表面上。
3. 光伏電池是能夠將陽光轉化為電能的模塊。通常它們產生 1 到 2 瓦的能量，但也有更高效的選擇。
4. 光伏系統是一套將陽光轉化為電能的設備。
5. 太陽能電池板或面板是一組光伏電池，組合成一個大模塊並以串聯或串並聯方式連接。通常，一個電池包括 36 到 40 個分段。
6. 陣列是連接以提供所需電流量的一系列太陽能電池板。
7. 框架模塊 - 鋁製框架結構，耐用且密封。
8. 無框架元件是靈活的選擇，它們用於較低負載的條件。
9. 千瓦時 (kW) 是電功率的標準測量值。
10. Efficiency（效率）——太陽能電池板。顯示有​​多少照射到地表的太陽能轉化為電能。通常該指標為 15-24%。
11. 退化是由於自然原因導致的太陽能電池板容量下降。它以原始指標的百分比來衡量。
12. 高峰負荷是需要最大電量的時候。
13. 晶體矽是製造太陽能電池板的原材料。當今最常見和最耐用的選擇。
14. 非晶矽是一種通過蒸發沉積在表面上並覆蓋有保護性組合物的組合物。
15. 半導體是在特定條件下可以導電的物質。這包括用於製造太陽能電池板的大部分新材料。
16. 逆變器是將直流電轉換為交流電的裝置。
17. 控制器 - 調節太陽能模塊的輸出電壓以正確為電池充電。

俄羅斯境內的日照地圖。

這些只是最常用的術語，還有其他選項。但即使了解基礎知識也會幫助您更好地理解該主題。

質量類別

要評估太陽能電池板的質量，首先有必要找出用於生產光伏電池的原材料的類別。成品的效率和使用壽命取決於此。 4個主要課程：

1. 甲級 - 最好的選擇，其中沒有任何損壞和裂縫。填充的均勻性和表面的光滑度保證了高性能，這通常甚至高於文檔中的說明。此外，該選項的退化率最低，可長時間保持良好的性能。
2. 乙級 質量稍差，表面可能有缺陷。但同時，大多數情況下，使用它可以獲得效率與 A 級相當的產品。降解指標要差一個數量級，因此它們會更快地失去原有特性。
3. C級 - 可能存在相當嚴重缺陷的選項 - 從裂縫到碎屑和其他損壞。在價格上，這樣的模塊要便宜得多，但它們的效率不超過 15%。適用於小負載的廉價解決方案。
4. D級 -本質上，這是光伏電池製造後剩餘的廢物，不應該用於製造電池。但許多不太誠實的製造商，尤其是來自亞洲的製造商，在生產中使用它們。此選項的性能極低。

最好選擇第一個選項，極端情況下，第二個也合適。只有他們才能提供正常的效率，才能長期服務。

太陽能電池板上的保護膜也必須是高質量的。

EVA覆膜材料是一種特殊的薄膜，位於正面，可以反面使用。主要目的是在不干擾陽光的情況下保護工作元件免受不利影響。高質量的選擇大約可以使用 25 年，低質量的選擇 - 從 5 年到 10 年。無法通過肉眼確定品種，因此從價格出發更容易 - 對於好的選擇，它不會低。

例如，在視頻中，他們清楚地了解了在陽光的影響下電流是如何產生的。

工作原理

太陽能電池的特性很難說清楚，但大致可以理解：

1. 當陽光照射到光電池上時，非平衡電子-空穴對的形成就開始了。
2. 由於電子過剩，它們開始移動到半導體的下層。
3. 電壓被施加到外部電路。在p層的接觸處出現正極，在n層的接觸處出現負極。
4. 如果將電池連接到光電池，則會形成惡性循環，不斷移動的電子會逐漸為電池充電。
5. 傳統的矽模塊是單結電池，只能從特定光譜的陽光中發電。正因為如此，設備的效率低下。
6. 為了解決這個問題，製造商開發了級聯選項，他們可以從太陽光譜的不同光線中獲取能量。這提高了效率，但由於生產成本高，這種面板的價格要高得多。
7. 沒有轉化為電能的能量變成了熱能，所以太陽能電池板工作時發熱最高可達55度，半導體電池最高可達180度。而且，隨著太陽能電池溫度升高，太陽能電池的效率會降低。

太陽能電池最簡單的方案。

順便一提！ 太陽能電池板在晴朗的冬季最有效，此時光線充足且低溫使表面變冷。

它們是由什麼製成的

要研究太陽能電池的裝置，您需要了解主要品種，因為生產技術因使用的原材料而異：

1. 電池碲化鎘.碲化鎘用於製造薄膜模塊。幾百微米的層足以獲得11％或更高的效率。坦率地說，這是一個很低的數字，但就 1 瓦的功率而言，電費至少比傳統的矽選項便宜 30%。儘管這個品種更薄更輕。
2. CIGS型.該縮寫表示該組合物包括銅、銦、鎵和硒。結果是一種半導體，它也被應用在一個小層中，但與第一種選擇不同的是，這裡的效率要高一個數量級，達到 15%。
3. GaAs 和 InP 類型 區分了應用 5-6 微米薄層的可能性，而效率約為 20%。這是從陽光中提取電力的技術中的一個新詞。由於工作溫度高，電池可能會變得非常熱而不會損失性能。但由於生產中使用稀土材料，這種類型的成本很高。
4. 量子點電池 (QDSC).他們使用量子點作為轉換太陽能的吸收材料，而不是傳統的塊狀材料。由於帶隙調諧的特性，可以製造出更有效地吸收太陽能的多結模塊。
5. 非晶矽 通過蒸發應用並且具有異質結構。它的效率不高，但均勻的表面甚至可以很好地吸收散射光。
6. 多晶 變體是通過將矽熔化並在特定條件下冷卻以產生單向晶體而製成的。由於生產成本低且效率指標良好，是最常見的解決方案之一。
7. 單晶 元素由切成薄片並摻雜磷的固體晶體組成。最耐用的解決方案，降解率低，使用壽命至少 30 年，但通常延長 10-15 年。

就每千瓦電力的成本而言，碲化鎘電池是最有利可圖的電池之一。

順便一提！ 一種或另一種選擇的有效性取決於生產技術，因此需要澄清。

另請閱讀

安裝太陽能電池板的類型和方法

 

太陽能電池板的優點和缺點

每種類型都有自己的特點，在選擇時應考慮這些特點以確定最適合的類型：

1. 單晶面板具有最高的效率，因此節省了放置模塊的區域。它們至少持續 25 年並慢慢失去動力。同時，表面對污垢非常敏感，必須經常清洗。並且價格是所有基於矽的選項中最高的。
2. 多晶矽選項不能有效地吸收太陽光線，但在漫射光下效果更好。就性價比而言，它們的利潤更高，但由於效率較低，它們佔用的空間更大。
3. 非晶矽電池可以放置在任何地方，包括建築物的牆壁上，因為它們可以很好地吸收散射光。效率低，價格低，因此可以用作經濟選擇。同時，它們服務時間長，也不那麼怕表面污染。
4. 稀土選項具有相似的優點和缺點，因此您可以將它們一起考慮。效率上優於經典面板，可貼膜，方便。它們具有較大的溫度範圍，因此加熱不會影響工作效率。但由於金屬價格高昂且稀有，此類選擇並未廣泛使用。

壁掛式選項簡化了安裝工作。

它們在哪裡使用

所有考慮過的選項都可以安裝在私營部門，以便從太陽接收電力並節省能源，甚至實現完全自主。至於使用，你需要考慮幾個簡單的建議：

1. 單晶和多晶選項最好放置在屋頂或地面上，之前以所需的角度構建框架。最好調節傾斜角度，以便適應太陽。
2. 薄膜模塊可以放置在任何地方，無論是在牆上還是在 屋頂.即使光線沒有以直角撞擊表面，它們也能很好地工作，這一點非常重要。
3. 在工業規模上，薄膜電池也更便宜且更易於安裝。

電影選項更容易安裝大量工作。

太陽能電池的品種有好幾種，但由於價格低廉、性能好，傳統的矽模型占據了大約 90% 的市場。您可以選擇其中一種半導體解決方案，但隨後您將不得不多花一倍半到兩倍的錢。