太阳能电池板的工作原理

太阳能电池的设计及其工作原理取决于它是由什么材料和技术制成的。因此，您需要了解主要选项的功能，以便了解它们的区别并选择合适的解决方案来使用。所有数据都与高质量产品相关，廉价电池可能不符合声明的参数，因为它们通常是在违反技术的情况下制造的。

标准刚性太阳能电池阵列设计。

术语

该领域使用的主要术语：

1. 太阳能是使用面板时从太阳获得的电能。
2. 日照 - 显示有多少阳光落在垂直于光线的一平方米表面上。
3. 光伏电池是能够将阳光转化为电能的模块。通常它们产生 1 到 2 瓦的能量，但也有更高效的选择。
4. 光伏系统是一套将阳光转化为电能的设备。
5. 太阳能电池板或面板是一组光伏电池，组合成一个大模块并以串联或串并联方式连接。通常，一个电池包括 36 到 40 个分段。
6. 阵列是一系列太阳能电池板，它们连接起来以提供所需的电流量。
7. 框架模块 - 铝制框架结构，耐用且密封。
8. 无框架元件是灵活的选择，它们用于较低负载的条件。
9. 千瓦时 (kW) 是电功率的标准测量值。
10. Efficiency（效率）——太阳能电池板。显示有多少照射到地表的太阳能转化为电能。通常该指标为 15-24%。
11. 退化是由于自然原因导致的太阳能电池板容量下降。它以原始指标的百分比来衡量。
12. 高峰负荷是需要最大电量的时候。
13. 晶体硅是制造太阳能电池板的原材料。当今最常见和最耐用的选择。
14. 非晶硅是一种通过蒸发沉积在表面上并覆盖有保护性组合物的组合物。
15. 半导体是在特定条件下可以导电的物质。这包括用于制造太阳能电池板的大部分新材料。
16. 逆变器是将直流电转换为交流电的装置。
17. 控制器 - 调节太阳能模块的输出电压以正确为电池充电。

俄罗斯境内的日照地图。

这些只是最常用的术语，还有其他选项。但即使了解基础知识也会帮助您更好地理解该主题。

质量类别

要评估太阳能电池板的质量，首先有必要找出用于生产光伏电池的原材料的类别。成品的效率和使用寿命取决于此。 4个主要课程：

1. 甲级 - 最好的选择，其中没有任何损坏和裂缝。填充的均匀性和表面的光滑度保证了高性能，这通常甚至高于文档中的说明。此外，该选项的退化率最低，可长时间保持良好的性能。
2. 乙级 质量稍差，表面可能有缺陷。但同时，大多数情况下，使用它可以获得效率与 A 级相当的产品。降解指标要差一个数量级，因此它们会更快地失去原有特性。
3. C级 - 可能存在相当严重缺陷的选项 - 从裂缝到碎屑和其他损坏。在价格上，这样的模块要便宜得多，但它们的效率不超过 15%。适用于小负载的廉价解决方案。
4. D级 -本质上，这是光伏电池制造后剩余的废物，不应该用于制造电池。但许多不太诚实的制造商，尤其是来自亚洲的制造商，在生产中使用它们。此选项的性能极低。

最好选择第一个选项，极端情况下，第二个也合适。只有他们才能提供正常的效率，才能长期服务。

太阳能电池板上的保护膜也必须是高质量的。

EVA覆膜材料是一种特殊的薄膜，位于正面，可以反面使用。主要目的是在不干扰阳光的情况下保护工作元件免受不利影响。高质量的选择大约可以使用 25 年，低质量的选择 - 从 5 年到 10 年。无法通过肉眼确定品种，因此从价格出发更容易 - 对于好的选择，它不会低。

例如，在视频中，他们清楚地了解了在阳光的影响下电流是如何产生的。

工作原理

太阳能电池的特性很难解释，但大致可以理解：

1. 当阳光照射到光电池上时，非平衡电子-空穴对的形成就从那里开始。
2. 由于电子过剩，它们开始移动到半导体的下层。
3. 电压被施加到外部电路。正极出现在p层的接触处，负极出现在n层的接触处。
4. 如果将电池连接到光电池，则会形成恶性循环，不断移动的电子会逐渐为电池充电。
5. 传统的硅模块是单结电池，只能从特定光谱的阳光中发电。正因为如此，设备的效率低下。
6. 为了解决这个问题，制造商开发了级联选项，他们可以从太阳光谱的不同光线中获取能量。这提高了效率，但由于生产成本高，这种面板的价格要高得多。
7. 没有转化为电能的能量变成了热能，所以太阳能电池板工作时发热最高可达55度，半导体电池最高可达180度。而且，随着太阳能电池温度升高，太阳能电池的效率会降低。

太阳能电池最简单的方案。

顺便一提！ 太阳能电池板在晴朗的冬季最有效，此时光线充足且低温使表面变冷。

它们是由什么制成的

要研究太阳能电池的装置，您需要了解主要品种，因为生产技术因使用的原材料而异：

1. 电池碲化镉.碲化镉用于制造薄膜模块。几百微米的层足以获得11％或更高的效率。坦率地说，这是一个很低的数字，但就 1 瓦的功率而言，电费至少比传统的硅选项便宜 30%。尽管这个品种更薄更轻。
2. CIGS型.该缩写表示该组合物包括铜、铟、镓和硒。结果是一种半导体，它也被应用在一个小层中，但与第一种选择不同的是，这里的效率要高一个数量级，达到 15%。
3. GaAs 和 InP 类型 区分了应用 5-6 微米薄层的可能性，而效率约为 20%。这是从阳光中提取电力的技术中的一个新词。由于工作温度高，电池可能会变得非常热而不会损失性能。但由于生产中使用稀土材料，这种类型的成本很高。
4. 量子点电池 (QDSC).他们使用量子点作为转换太阳能的吸收材料，而不是传统的块状材料。由于带隙调谐的特性，可以制造出更有效地吸收太阳能的多结模块。
5. 非晶硅 通过蒸发应用并且具有异质结构。它的效率不高，但均匀的表面甚至可以很好地吸收散射光。
6. 多晶 变体是通过将硅熔化并在特定条件下冷却以产生单向晶体而制成的。由于生产成本低且效率指标良好，是最常见的解决方案之一。
7. 单晶 元素由切成薄片并掺杂磷的固体晶体组成。最持久的解决方案，降解率低，使用寿命至少 30 年，但通常延长 10-15 年。

就每千瓦电力的成本而言，由碲化镉制成的电池是最有利可图的电池之一。

顺便一提！ 一种或另一种选择的有效性取决于生产技术，因此需要澄清。

另请阅读

安装太阳能电池板的类型和方法

 

太阳能电池板的优点和缺点

每种类型都有自己的特点，在选择时应考虑这些特点以确定最适合的类型：

1. 单晶面板具有最高的效率，因此节省了放置模块的区域。它们至少可以使用 25 年并慢慢失去动力。同时，表面对污垢非常敏感，必须经常清洗。而且价格是所有基于硅的选项中最高的。
2. 多晶选项不能有效地吸收太阳光线，但在漫射光下效果更好。就性价比而言，它们的利润更高，但由于效率较低，它们占用的空间更大。
3. 非晶硅电池可以放置在任何地方，包括建筑物的墙壁上，因为它们可以很好地吸收散射光。效率低，价格低，因此可以用作经济选择。同时，它们服务时间长，也不那么怕表面污染。
4. 稀土选项具有相似的优点和缺点，因此您可以将它们一起考虑。效率上优于经典面板，可贴膜，方便。它们具有较大的温度范围，因此加热不会影响工作效率。但由于金属价格高昂且稀有，此类选择并未广泛使用。

壁挂式选项简化了安装工作。

它们在哪里使用

所有考虑过的选项都可以安装在私营部门，以便从太阳接收电力并节省能源，甚至实现完全自主。至于使用，你需要考虑几个简单的建议：

1. 单晶和多晶选项最好放置在屋顶或地面上，之前以所需的角度构建框架。最好调节倾斜角度，以便适应太阳。
2. 胶片模块可以放置在任何地方，无论是在墙上还是在 屋顶.即使光线没有以直角撞击表面，它们也能很好地工作，这非常重要。
3. 在工业规模上，薄膜电池也更便宜且更易于安装。

电影选项更容易安装大量工作。

太阳能电池的品种有好几种，但由于价格低廉、性能好，传统的硅模型占据了大约 90% 的市场。您可以选择其中一种半导体解决方案，但随后您将不得不多花一倍半到两倍的钱。