影響太陽能電池效率主要有電學(xué)損失和光學(xué)損失。光學(xué)損失主要是表面反射、遮擋損失和電池材料本身的光譜效應(yīng)特性。電量轉(zhuǎn)換損失來源包括載流子損失和歐姆損失。太陽光之所以有很少的百分比轉(zhuǎn)換為電能，原因歸結(jié)于不管是哪一種材料的太陽能電池都不能將全部的太陽光轉(zhuǎn)換為電流。晶體硅太陽電池的光譜敏感最大值沒有與太陽輻射的強(qiáng)度最大值完全重合。在光能臨界值之上一個光量子只產(chǎn)生一個電子—空穴對，余下的能量又被轉(zhuǎn)換為未利用的熱量。由于光的反射，陽光中的一部分不能進(jìn)入電池中。隨溫度升高，在P-N結(jié)附近的厚度減少，從而電池的轉(zhuǎn)換效率就會下降，所以電池的轉(zhuǎn)換效率在冬季要高于炎熱的夏天。金投能源小編為您介紹如何提高太陽能電池效率。
1.尋找光電轉(zhuǎn)換新材料
炒金如何賺錢專家免費(fèi)指導(dǎo)銀行黃金白銀TD開戶指南銀行黃金白銀模擬交易軟件集金號桌面行情報價工具研究人員發(fā)現(xiàn),像氮化銦這類半導(dǎo)體，它的禁帶比原先認(rèn)為的明顯要小,低于0.7eV。這一發(fā)現(xiàn)表明,以含有銦、鎵和氮的合金為基礎(chǔ)的光電池將對所有太陽光譜的輻射——從近紅外到紫外都靈敏。利用這種合金可以研制比較廉價的太陽能電池板,而且新型太陽能電池板將比現(xiàn)有的更結(jié)實(shí)和更高效。有關(guān)人員指出,用氮化銦和氮化鎵雙層制成的多級太陽能電池可以達(dá)到理論極限最大效率的50%,為此,一層需要調(diào)整到1.7eV的禁帶,而另一層需調(diào)整到1.1eV的禁帶。如果能制成層數(shù)很多的太陽能電池,在每層中都具有自己的禁帶,則太陽能電池的最大理論效率可達(dá)到70%以上。
2.太陽能電池加工工藝革新
一般工業(yè)晶體硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率為14%~16%,而采用新的激光加工技術(shù)能提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。德國某研究所的研究人員已經(jīng)研制出一種制造太陽能電池的加工工藝,即背交叉單次蒸發(fā)(RISE)工藝。輔以激光加工技術(shù),用該工藝制造的背接觸式硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到22%。激光加工技術(shù)是RISE加工程序中最關(guān)鍵的技術(shù)。
目前,很多廠家都利用激光加工技術(shù)生產(chǎn)硅太陽能電池。如采用激光刻槽埋柵極技術(shù),也就是說利用激光技術(shù)在硅表面上刻槽,然后填入金屬,以起到前表面電接觸柵極的作用。與標(biāo)準(zhǔn)的前表面鍍敷金屬層相比,這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)能減少屏蔽損耗。另外一種被稱之為發(fā)射區(qū)圍壁導(dǎo)通(emitterwrapthrough)技術(shù)。用激光在硅晶片上鉆通孔,高摻雜壁將發(fā)射區(qū)前表面的電流傳導(dǎo)到背表面的金屬接觸層,因而能進(jìn)一步降低屏蔽損耗,提高光電轉(zhuǎn)換效率。
3.最大功率點(diǎn)跟蹤
最大功率跟蹤(maximupowerpointtracking，MPPT）是并網(wǎng)發(fā)電中的一項(xiàng)重要的關(guān)鍵技術(shù)，是指控制改變太陽電池陣列的輸出電壓或電流的方法使陣列始終工作在最大功率點(diǎn)上，根據(jù)太陽電池的特性，目前實(shí)現(xiàn)的跟蹤方法主要有恒壓法、功率匹配電路、曲線擬合技術(shù)、微擾觀察法和增量電導(dǎo)法。
4.聚光技術(shù)
使用聚光光學(xué)元件形成聚光光伏電池，極大提高光電轉(zhuǎn)換效率、減小電池使用面積，同時由于小尺寸電池可以利用現(xiàn)有集成電路制作工藝來加工，從而使太陽能光伏發(fā)電總體成本大幅度降低。聚光是降低光伏電池利用總成本的一種措施。通過聚光器使較大面積的陽光聚在一個較小的范圍內(nèi)形成“焦斑”或“焦帶”，并將光伏電池置于“焦斑”或“焦帶”上，以增加光強(qiáng)，克服太陽輻射能密度低的缺陷，獲得更多的電能輸出。未來的發(fā)電模式應(yīng)該是“價廉物美的聚光光學(xué)元件+高轉(zhuǎn)化效率光伏電池”。
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