太阳能电池板技术

你是否正在考虑在家里使用太阳能,但又怀疑它是否真的值得?你可能听说过最好的太阳能电池板在市场上实现一个必威竞猜“只”23%

研究人员已经开发了许多提高光伏(PV)效率的技术。必威竞猜幸运的是,对于有能源意识的消费者来说,它们正成为许多销售第一代和第二代太阳能电池的太阳能电池板品牌的标配。

太阳能电池板技术提高效率必威竞猜

在此,我们将简要介绍迄今为止光伏发电技术在效率方面的主要进步,以及对光伏发电的未来的展望。必威竞猜

1.钝化发射极后槽(PERC)

随着薄膜技术在80年代的发展,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,虽然充其量只必威竞猜能算是适度的。

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),这种降解会随着时间的推移而降低效率。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PERC降低效率的问题。必威竞猜同时,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20世纪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。必威竞猜他们想把这一进步整合到他们自己的产品中。

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。就其本身而言,它们的效率并不高,最高约为12%。但是当它们被用于HJT时,整体光伏效率提高了——通常高达21%或更多。必威竞猜

这与目前市场上最好的太阳能电池板相当。

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。例如,一个典型的60单元模块将有120个半单元——每个半单元切成两半——只有一半的电阻。

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

半电池技术可以提高整体面板效率高达必威竞猜2 - 3%

太阳能电池板效率的最新进展必威竞猜

自从太阳能成为一种可行的能源以来,人们一直在寻找提高光伏阵必威竞猜列的效率和功率输出的方法,同时保持低成本必威国际手机版可再生能源选择。

随着气候危机的加剧,研究不会对环境产生不利影响的技术也成为当务之急。

因此,在今天的市场上发现各种各样的光伏应用并不令人惊讶。

以下是一些业主现在可以购买的太阳能开发项目,可以单独购买,也可以与其他太阳能改造项目结合使用。它们在利用辐射能发电方面大有希望。

4.有两面的太阳能电池板

传统的单硅或多硅晶体板只暴露在阳光的一面。两面派真的把两面都展现出来了。上世纪60年代,人们开始对双面肌进行研究,但直到2010年代才开始普及。

必威竞猜效率在双面与太阳跟踪可增加高达40%相比单面板,但在大多数情况下6 - 9改善更为常见。(太阳能跟踪包括不断调整光伏板的角度,以捕获全天最多的辐射能。)

在双面画中,传统的深色背板被透明的材料取代,通常是玻璃。铝框架也经常被遗漏。

双面与单面太阳能电池板
双面与单面太阳能电池板
来源:lg.com

双面太阳能系统通常安装在地面上,为已经穿过的光线提供反射到背面光伏板上的空间。

近年来,双面板的成本已经下降,与同类型、同质量的单面板相比具有竞争力。现在的价格是5 - 6每瓦比传统的同类产品多几美分。

5.建筑光伏(BIPV)

BIPV最常见的例子是太阳瓦该产品于2005年首次上市。这些是太阳能电池,可以取代你屋顶上的沥青瓦。每一种都很容易生产60瓦.一些品牌产生高达100瓦每瓦的电力。

建筑光伏(BIPV)
台北公共图书馆的BIPV技术
资料来源:维基百科/Littleha

太阳能瓦可以是单晶硅或多晶硅。薄膜技术也用于BIPV。

目前,太阳能瓦是不经济的,除非你准备更换你的屋顶。税收抵免后,太阳能瓦可能会花费2.83美元/瓦

6.集中式光伏电池(CPV)

利用透镜和镜子等光学集热器,CPV将阳光集中到一个小的光伏电池.通常情况下,太阳能电池是为太空或军事应用设计的,可以承受高温。对于最高效率(到目前为止,约必威竞猜30%在外地但在43%在实验室),多结太阳能电池被使用。

为了使该系统最大限度地利用最大数量的直接辐照度,需要一个具有主动冷却功能的双轴太阳跟踪装置,以避免对材料的热损伤。入射光线必须始终与镜头垂直。

光伏发电系统
光伏发电系统
来源:Brücke-Osteuropa -通过Wikimedia Commons

尽管CPV具有令人难以置信的效率,但由于许多原因,它在住宅中并不很受欢迎。

例如,CPV成本2.5 - 4倍和传统的硅板一样多。它只能在晴朗的晴天工作,而且追踪器需要足够的空间。维护费用也很高。

太阳能电池板效率改进研究必威竞猜[2021年]

第三代和第四代太阳能电池板正在快速发展,科学家们努力提高效率33%硅光伏电池的理论极限。他们还希望将材料和环境成本都降到最低。

其中最有前途的是一系列多结太阳能电池和钙钛矿。

7.多结太阳能电池

多结太阳能电池,也称为堆叠电池,具有比单结电池更高的效率。到目前为止,效率约45%通常是在实验室条件下完成的。

它们似乎是清洁能源革命的亮点,而且正在寻找一些商业应用空间技术今天。然而,多功能空调仍然非常昂贵,而且还不能方便地供居民使用。

多结光伏电池是基于不同的半导体材料吸收不同波长的太阳辐射的事实。然而,要使它们一起工作,简单地堆叠两种、三种或更多的材料是不够的。它们的结构往往太过不同。

到目前为止,研究人员已经提出了两种解决方案来让堆叠的细胞发挥作用。首先,它们可能会在电子移动的层间形成隧道结。

或者,他们可能使用不同的半导体材料,可以很容易地结合在一起。能量通过化学连接循环,使材料也电连接。

迄今为止,该实验室已实现了最高的多结PV电池效率必威竞猜47.1%使用六个多结。

8.钙钛矿的太阳能电池

钙钛矿是一大类化合物的总称,这些化合物的结构类似于天然存在的钛酸钙。它们很容易生产,成本也不高。许多都有出色的光伏能力。

2012,制备了第一种效率为10%的薄膜钙钛矿。必威竞猜从那时起,在实验室条件下,快速的进展已经将其提高到25%。

"硅上钙钛矿"串联电池打破了记录29.1%必威竞猜效率,看不到尽头。原型机在300小时内保持了这一效率水平。必威竞猜鉴于目前的钙钛矿根本不热稳定,这个时间长度是非同寻常的。

当然,钙钛矿要与第一代Si电池竞争还有很长的路要走,第一代Si电池可以使用25年以上,降解和效率损失最小。必威竞猜

总结:旨在提高效率的太阳能电池板技术必威竞猜

自20世纪50年代以来,太阳能电池就一直在认真地开发,而一些专门设计用于提高电池板效率的技术也在实验室中进行了尝试。必威竞猜这些提高效率的技术在几十年后必威竞猜进入了商业生产。它们通常用于第一代和第二代光伏电池今天。

通过将效率从1%提高到10%以上,这些进步将更多的辐射能转化为可用的电能。它们可以一起使用,也可以单独使用。

以下是一些提高效率的最有效的光伏技术的例子:必威竞猜

  • HJT
  • 半电池
  • 有两面的

最近,多结太阳能电池和钙钛矿在实现更高的光伏电池板效率方面具有很大的潜力。

你可能会喜欢的文章