太阳能电池板效率的基本指南必威竞猜

如果阳光是免费的，你为什么要关心太阳能电池板的效率?必威竞猜这个问题的简短答案可以归结为美元和空间。

太阳能电必威竞猜池板的效率在两种情况下很重要:

1. 太阳能板的效率越高必威返水 满足所有或大部分家庭能源需求。这通常意味着更高的前期成本，但更多的能源节省下来。
2. 如果你的屋顶很小，你没有足够的空间地面安装太阳能电池板，那么更少、更高效的电池板是最适合你的。

在这里，你会发现太阳能电池板效率的基础知识和今天市场上最高效的太阳能电池板的列表。必威竞猜

展望未来的太阳能世界，一种叫做钙钛矿的新材料有望使太阳能组件更有效地捕获阳光并将其转化为可用的电能。

什么是太阳能电池板的效率?必威竞猜

太阳能电池板效率是一个衡必威竞猜量标准，给出的百分比的总太阳能(也称为必威国际手机版辐照度)击中实际上转化为可用电力的光伏电池。必威竞猜效率是比较太阳能电池板性能的常用方法。

太阳能电池板制造商通过比较最大功率输出(P必威竞猜_欧)与太阳输入的功率(P_在)在标准测试条件(STC)下。

STC)太阳能行业标准定义为:

• 太阳能电池的温度(不是它周围空气的温度)是25℃(77℉)。
• 假设太阳的辐照度——或输入功率——为1000w /m²．(注:功率单位为瓦，用w表示)
• 的空气的质量(即太阳能电池周围的大气厚度)为1.5，记作AM1.5。
• 没有风。

功率比乘以100得到一个叫做效率的百分比。必威竞猜用方程表示:

E =（P_欧/ P_在) x 100

作为一个例子:

你的300W太阳能电池板长1米²．输入功率(P_在)为太阳辐照度乘以面板面积:1,000 W/m²* 1米²= 1000 W。

E = (300w / 1000w) x 100 = 0.3 x 100 = 30%

太阳能电池板能有多高效?

在一个完美的世界里，每个房主的梦想都是让他们的太阳能阵列中的每一块电池板都始终保持100%的效率。必威竞猜

不幸的是，这在科学上是不可能的。

研究人员证明了传统上排列在第一代太阳能电池中的硅(化学符号Si)的物理限制，决定了理论可能性的最大值约33％．

虽然看起来很小，但与其他材料．

那些没有转化成可用电能的剩余的太阳能怎么办?

大多数进入的太阳能，以微小的必威国际手机版能量“包”的形式传播光子，以热量的形式流失或被反射到光伏板上而没有被吸收。

科学家们正在无休止地寻求将这些损失最小化，并将硅作为光子吸收材料的效率最大化。必威竞猜他们还在寻找其他效率超过33%的光伏材料，并将其商业化。

太阳能电池板的效率在70必威竞猜年代

还记得32个太阳能电池板前总统吉米·卡特在白宫屋顶上安装了什么?它们是负责加热水的热能太阳能电池板，就像在游泳池里一样。

当时，光伏太阳能电池的效率必威竞猜大约是14%．

2021年太阳能电池板效必威竞猜率

2021年，在撰写本文时，住宅用市场上性能最高的光伏电池板已经上市22.8%必威竞猜效率。

以下是2021年能效最高的三款太阳能组件，你可以为你的家庭购买:必威竞猜

公司	面板模型	必威竞猜	权力
太阳能公司	a系列SPR-A425-G-AC	22.8%	425 W
LG太阳能	NeON R Ace LG380Q1C-V5	22.0%	380 W
REC太阳能	阿尔法系列380 aa	21.7%	380 W

影响太阳能电池板效率的因素有哪些?必威竞猜

在现实世界中，太阳能电池板通常做不在STC进行测量。效率下降的主要原因有:必威竞猜

• 光伏材料．太阳能电池的材料是效率的主要决定因素。必威竞猜
• 高温．25℃以上每一度，效率损失高达0.5%。必威竞猜
• 反射。约30%大部分的阳光都无法进入你的太阳能电池。
• 阴影。树木或建筑物可以让你的面板看起来像晚上。
• 可怜的取向．朝南的电池板是最有效的(所有其他条件都相同)。
• 不恰当的角度。屋顶的坡度可能不允许阳光直接接触到你的面板。
• 电缆厚度．降低效率的电压下降是由位于面板和逆变器之间的粗长电线必威竞猜造成的。
• 逆变器的效率必威竞猜．在将太阳能产生的直流电转换为家用电器所需的交流电时，会有效率损失。必威竞猜
• 表面有污垢或灰尘。风把花粉、树叶、昆虫和其他不需要的物体吹到你的太阳能电池板上。

哪种类型的太阳能板效率最高?

最高效的太阳能细胞今天存在的只有在实验室里设置达到以下效率必威竞猜接近50%．它们离商业化还有十年甚至更长时间——如果有的话。

对于房主来说，目前可以购买的太阳能电池板中最高效的太阳能电池的效率最高可达22-23%。必威竞猜这些电池板依靠传统的光伏技术，使用半导体材料，而只有一个单pn结。

太阳能电池中的半导体是什么?

为了将太阳能转化为可用必威国际手机版的电能，太阳能电池利用了半导体的特性硅指出,如果。作为半导体，硅既不是像玻璃那样的绝缘体，也不是像铜那样的导体，而是介于两者之间。

由于硅是一种廉价且储量丰富的化学元素，它是目前光伏发电中最常见的矿物。

硅不像铜那样是导电的现成导体，而铜是通过电子对电子的传递来传递电流的，但当以某种方式向硅中添加其他元素时，硅就可以做到这一点兴奋剂．

硅经过这种处理后，就变成了优良的导电体，因此得名半导体．

太阳能电池中的p-n结是什么?

p-n结是光伏电池中两个不同掺杂的硅层之间的边界。当特定波长的阳光照射到它上时，光能导致p-n结中的自由电子运动。

这种运动在p-n结处形成了电场。这意味着一边的负电荷和另一边的正电荷在累积。在这个场中，被激发的电子以单向的方式运动。当这些层通过一根金属线连接到你的家里时，直流电就可以用来为你的家供电。

p型和n型太阳能电池的区别是什么?

p-n结的一层含有比硅正确成键所需的电子更多的元素，通常是磷。这一层被称为n型层，因为添加的电子携带a负电荷。

p-n结的另一层掺杂了一种元素，通常是硼，它所含的电子比硅更少。这个电子缺陷给了这层一个积极的电荷，称为p型层。

所有太阳能电池至少包含一个p-n结。然而，它们之间的一个很大的区别是，一些PV电池开始以一层厚厚的掺硼硅作为基底，旁边是一层薄薄的掺磷硅。这种太阳能电池被称为p型．

其他太阳能电池的基底是一层厚厚的掺杂磷的硅，旁边是一层薄薄的掺杂硼的硅。这种太阳能电池叫做n型．

n型太阳能电池比p型太阳能电池效率高。事实上，正如上表所示，目前市场上所有三种最高效的电池板都是由n型太阳能电池制成的。

第一代太阳能电池只包含一个p-n结。这些是现在市面上可以买到的。公司目前正在研究多结技术。

2022年房主太阳能电池板上市

2022年的房主在太阳能方面有几种选择，主要是跨越两代太阳能技术。它们在效率和成本上差别很大。必威竞猜

第一代太阳能电池板(上世纪50年代)

几乎所有的第一代光伏电池板由单晶硅(mono-Si)或多晶硅(polysi)太阳能电池制成．这两个类型的面板包含一排排排列的太阳能电池，每一个能产生大约0.5 V．

在36个细胞的面板中，所有的细胞连接在系列例如，加起来就是0.5V x 36 = 18 V。

在一个完整的家庭太阳能装置中，有多种方式将你的面板连接在一起取决于你是否想要获得更大的电压或更高的安培。

大多数住宅用的面板每个面板有60或72个单元。

一般的经验法则是，面板上的电池越多，价格越高。

如今，这些第一代面板通常被玻璃覆盖，并安装在铝框中。有一层薄薄的伊娃(乙基醋酸乙烯酯)在太阳能电池的两面嵌板上，封装起来。这样的安排可以保护电池和电路不受损坏和天气影响。

单晶(mono-Si)

单晶硅板是由单晶纯硅在高温下长时间生产而成。它首先被制成称为锭的棒状物，然后切成晶圆。整个过程非常昂贵和耗能。

单晶硅板比聚硅板效率更高。当暴露在高温下时，它们不像聚硅那样必威竞猜容易失去效率。由于其优越的质量，单晶硅板比多晶硅板更贵。

多晶(文章)

由许多小的硅碎片随机定向和熔化在一起，聚硅板也出现不规则排列。

多晶硅面板的生产需要更少的能源。较高的杂质浓度和低劣的材料质量降低了他们的效率。必威竞猜

下面是一个表，指出了单硅和多硅全尺寸太阳能电池板的主要区别:

度规	Mono-Si	文章
外观	黑色的	明亮的蓝色
使用寿命	25年以上	长达25年
必威竞猜	高(20 - 23%)	中度(16 - 19%)
成本	高(1 - 1.50美元/瓦)	中度(0.70 - 1美元/瓦)

第二代太阳能电池(1970年代开始)

与用厚(350微米)硅晶圆制成的标准太阳能电池板相比，薄膜太阳能电池板(TFSP)包含了大约1微米厚的各种类型的光伏材料的多层。(作为对比，一根头发的宽度约为75微米。)

这些层可以放在玻璃、塑料或金属上。TFSP的一些例子包括:

• 铜铟镓二硒化物(CIGS)
• 碲化镉(CdTe)
• 砷化镓(砷化镓)
• 非晶薄膜硅(a-Si, TF-Si)

所有这些薄膜面板都很轻且灵活。这使它们成为大型商业或公用事业的理想选择，如光伏发电站。然而，它们的效率通常在6 - 10%(虽然CIGS已经实现了22.6%必威竞猜实验室的效率)。

带回家的信息:这意味着想要在2021年TFSP之前满足全部或大部分能源需求的房主将需要一个极大而阳光充足的空间，事实上，比传统的硅板多50%的能量来产生同样的电量。

薄膜的寿命不如标准硅电池长，可达14-17年。

不同类型的TFSC的效率各不相同。它们抵御高温的能力也同样如此。一般来说，薄膜电池在非常炎热的天气下比传统太阳能电池板更好地保持效率性能。必威竞猜

一般来说，它们的生产成本比第一代太阳能电池要低。然而，有些金属(如镉)是剧毒的。

太阳能电池技术提高效率必威竞猜

虽然多年来开发了各种各样的太阳能电池，但有几种旨在提高面板效率的技术必威竞猜也在实验室里进行了尝试。许多这些效率增强已进入商业生必威竞猜产，并普遍用于第一代和第二代PC电池。

以下是一些主要的光伏技术进步，以实现更高的效率，将辐射能转化为可用的电力。必威竞猜它们可以一起使用，也可以单独使用。

1.钝化发射极后槽(PERC)

作为80年代发展起来的薄膜技术，全氯乙烯是一项附加技术，旨在提高第一代太阳能电池的效率。必威竞猜

在这种技术中，有两层应用于晶体硅电池的背面。它们增强了细胞内电子的运动。它们还会将第一次穿过电池的光反射到表面，从而将其转化为可用的电能。

PERC提供一个1%效率的提高充其量是适度的必威竞猜。

此外，PERC太阳能电池容易受到一种特殊类型的降解，称为光和高温诱导降解(LeTID)，随着时间的推移，这种降解会降低效率。必威竞猜

一项研究发现，高达20％必威竞猜PERC可能在2-3年内失去效率。

希望进一步的发展将纠正这个问题。同时，检查您的质保书，看看您的pac增强系统是否包括电力损失。寻找83+%/25年。电源保修或更高。(也就是说，25年后，你的太阳系产生的能量是原来的83+%。)

2.异质结技术(HJT)

为了提高PV电池的效率和功率输出，三洋(后来的松下必威竞猜)在80年代开发了异质结技术(HJT)。它的专利在2010年到期后，许多太阳能公司进行了HJT研究，以提高电池板效率。必威竞猜

现在市场上很多效率最高的面板，比如REC必威竞猜集团的阿尔法系列，使用这项技术。

在HJT中，添加了一种薄膜非晶硅(a- si)层——没有规则的晶体结构这两个单硅或多硅晶圆片的侧面。这些额外的光伏材料层可以捕获硅片没有吸收的太阳能。必威国际手机版然后，更多的太阳能可以必威国际手机版转化为电能。

薄膜易于生产，而且比第一代太阳能电池成本更低。就它们本身而言，效率并不高。但是当它们被用于HJT时，整体光伏效率提高了——通常达到21%或更高。必威竞猜

与用于提高效率的其他技术相比，HJT所需的制造步骤更少，因此比包括PERC在内的许多技术更便宜。必威竞猜

非晶硅在高温下表现良好，而晶体硅电池板则不行，这是它们在高温下提高效率的一个主要因素。必威竞猜相比之下，PERC会受到光和热的降解。

3.半电池技术

你知道20-30%的遮光可以降低单个模块的输出功率吗40%？这对你来说是能源节约的损失。

在一个特定的面板上的阴影和能量损失是太阳能的一个问题。必威国际手机版这和在几个面板上着色是不一样的。这个问题需要一个microinverter来解决。

旁路二极管一个电池上的阴影显著地解决了效率或功必威竞猜率损失的问题，但有额外的安全性也无妨。半细胞技术提供了这一点。

就像它的名字一样，半电池技术是基于这样一个原理:PV电池越多，对电路中电子流动的阻力就越小。所以一个典型的60电池模块将有120个半电池和一半的电阻。

这相当于对在你的阵列中移动的电流的阻力更小，因此，稍微提高效率。必威竞猜

这种技术可以提高整体面板效率高达必威竞猜2 - 3%．

新的太阳能技术

提高太阳能电池板的转换效率是光伏电池板制造商的首要目必威竞猜标。现在有许多新技术正在开发中，更多的技术已经在太阳的地平线上。其中最有希望的包括:

• 有两面的太阳能电池板
• 建筑光伏(BIPV)
• 集中式光伏电池(CPV)
• 多结太阳能电池
• 钙钛矿的太阳能电池

目前市场上最高效的太阳能电池板是什么?

快速浏览一下产品规格表太阳能电池板会告诉你效率等级。必威竞猜要弄清楚哪些电池板的效率最高，就开始搜索主要光伏公司的产品线，因为他们销售的电池板效率最高。

想要了解更多，你可能会发现清洁能源的评论有帮助的。然而，请注意，太阳能公司不断改进其产品的功能，所以即使在短时间内，名单也可能发生变化。

太阳能公司	最大的板效率必威竞猜
太阳能公司	22.8%
LG太阳能	22.0%
REC太阳能	21.7%

提高太阳能电池板效率的小贴士必威竞猜

除非你住在阳光充足又寒冷的地方，(当然，没有雪覆盖面板!)，可以肯定地说，你的PV电池很少能达到最高效率——无论是7%，16%，还是22%。必威竞猜

然而，你可以做一些事情来最大限度地提高你的太阳能板为你提供最大数量的太阳能可用电力的可能性。

用以下方法提高你的太阳能电必威竞猜池板的效率:

• 如果你能负担得起，选择单晶硅板，最高效和最高质量的所有光伏，今天的业主可以得到。
• 布置好你的面板——无论是在屋顶上还是在地面上——所以它们是朝南的(在北半球)。
• 调整设置，使其定位在最优的角度接受阳光的照射。
• 涂上防反射涂层，以减少面板反射的能量损失。
• 在阵列中使用微逆变器，以防止多个模块上的阴影降低效率。必威竞猜
• 选择最小的面板温度系数你可以找到。
• 移除任何阻挡太阳能电池板直接曝晒的树木。
• 选择薄电缆，并运行到附近的逆变器。
• 选择一个逆变器效率损失最小。必威竞猜
• 清洁电池板，使其远离污垢和灰尘。

关于太阳能电池板效率的要点必威竞猜

房主在计划购买太阳能电池板时考虑的主要指标之一是光伏电池的效率。必威竞猜

随着太阳能的价格持续下降，单晶和多晶电池板的价格也在下降。他们很快变得越来越有竞争力。

因此，一些人可能能够投资于更有效和更持久的单晶硅面板。然而，如果你使用更便宜的多晶硅阵列，也不会损必威竞猜失太多的效率。

这种带蓝色斑点的多晶面板可能比黑色光滑的单晶面板寿命要短10年，但它们仍能很好地为你的家庭提供可靠的太阳能。

薄膜PV已在市场上上市，但其效率很低。必威竞猜所以，你还需要更多的电池板来满足你的家庭能源需求。

太阳能技术的发展速度非常快。他们的目标都是提高效率，降低成本，成为一种环境友好和可持续的能源。必威竞猜

请继续关注市场上更多优秀的光伏电池产品，随着太阳能电池板效率的提高，绿色电力的成本将进一步下降。必威竞猜