太陽能電池原理與工藝?太陽能電池的原理：陽光照在半導體p-n結上，形成新的空穴-電子對，在p-n結電場的作用下，空穴由n區流向p區，電子由p區流向n區，接通電路後就形成電流這就是光電效應太陽能電池的工作原理太陽能發電方式太陽能發電有兩種方式，一種是光—熱—電轉換方式，另一種是光—電直接轉換方式，下面我們就來聊聊關于太陽能電池原理與工藝?接下來我們就一起去了解一下吧!

太陽能電池原理與工藝

太陽能電池的原理：陽光照在半導體p-n結上，形成新的空穴-電子對，在p-n結電場的作用下，空穴由n區流向p區，電子由p區流向n區，接通電路後就形成電流。這就是光電效應太陽能電池的工作原理。太陽能發電方式太陽能發電有兩種方式，一種是光—熱—電轉換方式，另一種是光—電直接轉換方式。

光—熱—電轉換

(1) 光—熱—電轉換方式通過利用太陽輻射産生的熱能發電，一般是由太陽能集熱器将所吸收的熱能轉換成工質的蒸氣，再驅動汽輪機發電。前一個過程是光—熱轉換過 程;後一個過程是熱—電轉換過程，與普通的火力發電一樣.太陽能熱發電的缺點是效率很低而成本很高，估計它的投資至少要比普通火電站貴5～10倍.一座 1000MW的太陽能熱電站需要投資20～25億美元，平均1kW的投資為2000～2500美元。因此，目前隻能小規模地應用于特殊的場合，而大規模利 用在經濟上很不合算，還不能與普通的火電站或核電站相競争。

光—電直接轉換

2) 光—電直接轉換方式該方式是利用光電效應，将太陽輻射能直接轉換成電能，光—電轉換的基本裝置就是太陽能電池。太陽能電池是一種由于光生伏特效應而将太陽光能直接轉化為電能的器件，是一個半導體光電二極管，當太陽光照到光電二極管上時，光電二極管就會把太陽的光能變成電能，産生電流。當許多個電池串聯或并聯起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。太陽能電池是一種大有前途的新型電源，具有永久性、清潔性和靈活性三大優點.太陽能電池壽命長，隻要太陽存在，太陽能電池就可以一次投資而長期使用;與火力發電、核能發電相比，太陽能電池不會引起環境污染;太陽能電池可以大中小并舉，大到百萬千瓦的中型電站，小到隻供一戶用的太陽能電池組，這是其它電源無法比拟的。

太陽能電池闆 Solar panel

分類：晶體矽電池闆：多晶矽太陽能電池、單晶矽太陽能電池。

非晶矽電池闆：薄膜太陽能電池、有機太陽能電池。

化學染料電池闆：染料敏化太陽能電池。

太陽能電池闆

太陽能發電系統由太陽能電池組、太陽能控制器、蓄電池(組)組成。如輸出電源為交流220V或 110V，還需要配置逆變器。各部分的作用為：

(一)太陽能電池闆：太陽能電池闆是太陽能發電系統中的核心部分，也是太陽能發電系統中價值最高的部分。其作用是将太陽能轉化為電能，或送往蓄電池中存儲起來，或推動負載工作。太陽能電池闆的質量和成本将直接決定整個系統的質量和成本。

(二)太陽能控制器：太陽能控制器的作用是控制整個系統的工作狀态，并對蓄電池起到過充電保護、過放電保護的作用。在溫差較大的地方，合格的控制器還應具備溫度補償的功能。其他附加功能如光控開關、時控開關都應當是控制器的可選項。

(三)蓄電池：一般為鉛酸電池，一般有12V和24V這兩種，小微型系統中，也可用鎳氫電池、鎳镉電池或锂電池。其作用是在有光照時将太陽能電池闆所發出的電能儲存起來，到需要的時候再釋放出來。

(四)逆變器：在很多場合，都需要提供AC220V、AC110V的交流電源。由于太陽能的直接輸出一般都是DC12V、DC24V、DC48V。為能向AC220V的電器提供電能，需要将太陽能發電系統所發出的直流電能轉換成交流電能，因此需要使用DC-AC逆變器。在某些場合，需要使用多種電壓的負載時，也要用到DC-DC逆變器，如将24VDC的電能轉換成5VDC的電能(注意，不是簡單的降壓)。

晶體矽太陽能電池的制作過程：

晶體矽太陽能電池

“矽”是我們這個星球上儲藏最豐量的材料之一。自從19世紀科學家們發現了晶體矽的半導體特性後，它幾乎改變了一切，甚至人類的思維。20世紀末，我們的生活中處處可見“矽”的身影和作用，晶體矽太陽能電池是近15年來形成産業化最快的。生産過程大緻可分為五個步驟：a、提純過程 b、拉棒過程 c、切片過程 d、制電池過程 e、封裝過程

伏發電是根據光生伏特效應原理,利用太陽能電池将太陽光能直接轉化為電能。不論是獨立使用還是并網發電,光伏發電系 統主要由太陽能電池闆(組件)、控制器和逆變器三大部分組成，它們主要由電子元器件構成，不涉及機械部件,所以,光伏發電設備極為精煉,可靠穩定壽命長、 安裝維護簡便。理論上講,光伏發電技術可以用于任何需要電源的場合,上至航天器,下至家用電源,大到兆瓦級電站,小到玩具,光伏電 源無處不在。太陽能光伏發電的最基本元件是太陽能電池(片)，有單晶矽、多晶矽、非晶矽和薄膜電池等。目前，單晶和多晶電池用量最大，非晶電池用于一些小 系統和計算器輔助電源等。國産晶體矽電池效率在10至13%左右，國外同類産品效率約12至14%。由一個或多個太陽能電池片組成的太陽能電池闆稱為光伏 組件。目前，光伏發電産品主要用于三大方面：一是為無電場合提供電源，主要為廣大無電地區居民生活生産提供電力，還有微波中繼電源、通訊電源等，另外，還 包括一些移動電源和備用電源;二是太陽能日用電子産品，如各類太陽能充電器、太陽能路燈和太陽能草坪燈等;三是并網發電，這在發達國家已經大面積推廣實施。我國并網發電正在起步階段。目前，光伏發電産品主要用于三大方面：

一是為無電場合提供電源，主要為廣大無電地區居民生活生産提供電力，還有微波中繼電源等，另外，還包括一些移動電源和備用電源

二是太陽能日用電子産品，如各類太陽能充電器、太陽能路燈和太陽能草地廠各種燈具等

三是并網發電，這在發達國家已經大面積推廣實施。我國并網發電還未起步，不過，2008年北京“綠色奧運”部分用電将會由太陽能發電和風力發電提供。

太陽能光伏發電的最基本元件是太陽電池(片)，有單晶矽、多晶矽、非晶矽和薄膜電池等。目前，單晶和多晶電池用量最大，非晶電池用于一些小系統和計算器輔助電源等。國産晶體矽電池效率在10-13%左右，國外同類産品效率約12-14%。由一個或多個太陽電池片組成的太陽能電池闆稱為光伏組 件。2002年全球太陽電池和光伏組件産量約600MW，其中日本占45%，美國25%，歐洲約22%。日本是光伏産業發展最快的因家，在不到10年的時 間裡超過了美國，2001年世界10大太陽電池生産廠，日本就有4家，分别是夏普、京都陶瓷、三洋和三菱。歐美發達國家大都制訂了“陽光計劃”，并采取措 施鼓勵居民安裝太陽能發電系統，比如部分贈款、無息貸款和“種子基金”等，并以高出普通電價幾倍的價格購買居民家中多餘的太陽能電量。

能夠有效提高太陽能電池闆發電效率不可缺少的支撐設備――太陽跟蹤控制系統：由于地球的自轉，相對于某一個固定地點的太陽能光伏發電系統，一年春夏 秋冬四季、每天日升日落，太陽的光照角度時時刻刻都在變化，有效的保證太陽能電池闆能夠時刻正對太陽，發電效率才會達到最佳狀态。目前世界上通用的太陽跟 蹤控制系統都需要根據安放點的經緯度等信息計算一年中的每一天的不同時刻太陽所在的角度，将一年中每個時刻的太陽位置存儲到PLC、單片機或電腦軟件中，也就是靠計算太陽位置以實現跟蹤。

采用的是電腦數據理論，需要地球經緯度地區的的數據和設定，一旦安裝，就不便移動或裝拆，每次移動完就必須重新設定數據和調整各個參數;原理、電路、 技術、設備複雜，非專業人士不能夠随便操作。河北某太陽能光伏發電企業獨家研發出了具有世界領先水平、成本低廉、簡單易用、不用計算各地太陽位置數據、無 軟件、可在移動設備上随時随地準确跟蹤太陽的智能太陽跟蹤系統。該系統是國内首家完全不用電腦軟件的太陽空間定位跟蹤儀，具有國際領先水平，能夠不受地域 和外部條件的限制，可以在-50℃至70℃環境溫度範圍内正常使用;跟蹤精度可以達到±0.001°，最大限度的提高太陽跟蹤精度，完美實現适時跟蹤，最 大限度提高太陽光能利用率。可以廣泛的使用于各類設備的需要使用太陽跟蹤的地方，該自動太陽跟蹤儀價格實惠、性能穩定、結構合理、跟蹤準确、方便易用。把 加裝了智能太陽跟蹤儀的太陽能發電系統安裝在高速行駛的汽車、火車，以及通訊應急車、特種軍用汽車、軍艦或輪船上，不論系統向何方行駛、如何調頭、拐彎， 智能太陽跟蹤儀都能保證設備的要求跟蹤部位正對太陽。

一、國内太陽能電池設備市場現狀

我國對太陽能電池的 研究起步于1958年，上世紀80年來末期，國内先後引進了多條太陽能電池生産線，使我國太陽能電池生産能力由原來的3個小廠的幾百千瓦一下子提升到6個 廠的4.5MW，這種産能一直持續到2002年，産量則隻有2MW左右。歐洲市場特别是德國市場的急劇放大和無錫尚德太陽能電力有限公司，超常規發展給我 們光伏産業帶來了前所未有的發展機遇和示範效應。

二、國内太陽能電池設備技術現狀

電池及組件生産設備方面，2002年以前，國内四條骨幹太陽能電池生産線設備多來源于進口，國産部分原用于半導體線的設備在生産廠家零星應用，其性能、可靠性、實用性都無法保證。

自2002年開始，通過和一流企業合作并引進先進的工藝技術，曆經多次技術升級，國産的太陽能電池及組件生産線關鍵設備如8〃擴散爐(用于6〃即156mm×156mm太陽能電池方片)、等離子刻蝕機、低溫烘幹爐、高溫燒結爐，清洗機、層壓機等相繼在國内生産線上替代進口設備得到廣泛應用，特别是2004年研制成功的電池片制造最關鍵設備之一熱壁式生産型PECVD設備，使我國除全自動絲網印刷機外已基本具備太陽能電池制造設備整線供給能力。

太陽能電池及組件生産關鍵的八種設備中的五種擴散爐、等離子刻蝕機、烘幹/燒結爐、清洗機、層壓機(組件生産用)已基本和國際水平相當，且性價比優勢十分明顯，已占據了國内市場的絕大部分，并成功阻止了進口設備的批量進入，今年已開始引起歐美及東南亞商家的關注，開始少量出口

PECVD産能及工藝水平已接近世界先進水平，已開始越來越多地得到國内用戶的使用，但自動化程度(自動裝卸片)尚有差距。

另兩種關鍵設備，全自動絲網印刷機和自動分檢機由于核心技術無法取得突破，整體水平和國外差距巨大，國内生産線幾乎全部采用了價格高昂的進口設備。

材料生長設備中的單晶爐技術性能雖然與國際先進水平有差距但并不大，且具備性能價格比優勢，借助矽材料短缺的難得契機，得以形成批量生産，占據了國内市場并少量出口。

我國太陽能資 源非常豐富，大多數地區年平均日輻射量在每平方米4千瓦時以上，理論儲量達每年1.7萬億噸标準煤，太陽能資源開發利用的潛力非常廣闊。從全國太陽年輻射 總量的分布來看，青藏高原和西北地區、華北地區、東北大部以及雲南、廣東、海南等部分低緯度地帶均為太陽能資源豐富或較豐富的地區。

我國太陽能發電産業的應用空間也非常廣闊。第一，我國有荒漠面積100餘萬平方公裡，主要分布在光照資源豐富的西北地區，如果利用荒漠安裝并網太陽能發電系統則可以提供非常可觀的電量。第二，太陽電池組件不僅可以作為能源設備，還可作為屋面和牆面材料，既供電節能，又節省了建材，具有良好的經濟效益。第三，迄今我國邊遠地區仍有較多居民尚未用電，如果單純依靠架設電網供電，則成本高，建設周期長，不經濟。太陽能發電無需架設輸電線路，且建設周期短，可以有效解決邊遠地區用電的難題。

我國政府對太陽能産 業也給予了充分的扶持。2006年1月，《中華人民共和國可再生能源法》正式實施，此法在資源調查與發展規劃、産業指導與技術支持、推廣與應用、價格管理 與費用分攤、經濟激勵與監督措施、法律責任等方面做出了規定。随後，國家又陸續出台了《可再生能源發展專項資金管理暫行辦法》、《可再生能源建築應用專項 資金管理暫行辦法》等支持可再生能源發展的實施細則，使國家在可再生能源領域方面的扶持政策日趨明朗化。這一系列法律、政策無疑有力的支持了我國太陽能發電産業的發展。

近20年來，我國太陽能發電産 業長期維持在全球市場1%左右的份額。2005年後，産業有了突飛猛進的發展，無錫尚德、天威英利、新光矽業、賽維LDK、新疆新能源、常州天合、天津京 瓷等公司紛紛進入成長期，生産規模不斷擴大，技術水平不斷提高，企業競争力不斷增強。而且，浙江、保定、四川等地的公司已經開始多晶矽太陽電池的生産或試車，市場上形成了單晶矽和多晶矽兩種主打電池産品的局面。目前，我國非多晶矽薄膜電池産業也展現出迅猛發展的勢頭，很多國内公司通過與國外公司的合作已經開始進行或計劃進行非多晶矽薄膜電池項目的投資

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