Hvordan klassificeres solceller
Solceller, også kendt som fotovoltaiske celler, er enheder, der direkte omdanner solstrålingsenergi til elektrisk energi.
Denne enhed er indkapslet i solcellemoduler, og derefter kombineres et vist antal moduler til et bestemt power solcelle-array efter behov. Batteristrømproduktionssystem, også kendt som fotovoltaisk strømproduktionssystem.
Solceller, også kendt som fotovoltaiske celler, er enheder, der direkte omdanner solstrålingsenergi til elektrisk energi.
Denne enhed er indkapslet i solcellemoduler, og derefter kombineres et vist antal moduler til et bestemt power solcelle-array efter behov. Batteristrømproduktionssystem, også kendt som fotovoltaisk strømproduktionssystem.
Hvad gør solceller?
Fotovoltaiske celler omdanner sollys til elektricitet
En fotovoltaisk (PV) celle, almindeligvis kaldet en solcelle, er en ikke-mekanisk enhed, der omdanner sollys direkte til elektricitet. Nogle PV-celler kan omdanne kunstigt lys til elektricitet.
Kernen i solcelleproduktionen er solcellen.
Solcellers udviklingshistorie har gennemgået en lang udviklingshistorie på mere end 160 år. Fra det overordnede udviklingssynspunkt har grundforskning og teknologiske fremskridt spillet en aktiv rolle i at fremme, indtil videre har den grundlæggende struktur og mekanisme af solceller ikke ændret sig.
Hvordan fungerer solceller enkelt?
En solcelle består af to lag silicium, der er behandlet for at lade elektricitet strømme igennem dem, når de udsættes for sollys. Det ene lag er positivt ladet, det andet negativt ladet. Når fotoner kommer ind i lagene, afgiver de deres energi til atomerne i silicium i form af elektroner.
Solceller er klassificeret efter struktur
Ø Homogene junction solceller Ø Heterogene junction solceller Ø Schottky solceller
Solceller er klassificeret efter materiale
Silicium solceller
Multi-sammensatte tyndfilm solceller
Organiske sammensatte solceller
Sensibiliserede nanokrystallinske solceller
Polymer flerlags modificerede elektrode solceller
Solceller er klassificeret efter deres arbejdsmetoder
Fladpanel solceller
Koncentrerende solceller
Spektroskopiske solceller
Den første generation: monokrystallinsk silicium og polykrystallinsk silicium, der tegner sig for omkring 89.9% af solcelleproduktmarkedet. Den første generation af solceller er baseret på siliciumwafers, der hovedsageligt anvender monokrystallinsk silicium og polykrystallinsk silicium som materialer. Blandt dem er konverteringseffektiviteten af enkeltkrystal siliciumceller den højeste, som kan nå 18-20%, men produktionsomkostningerne er høje.
Anden generation: tyndfilmssolceller, der tegner sig for 9.9% af solcelleproduktmarkedet. Anden generations solceller er baseret på tyndfilmsteknologi og anvender hovedsageligt amorft silicium og oxider som materialer. Effektiviteten er lavere end den første generation, den højeste konverteringseffektivitet er 13%, men produktionsomkostningerne er de laveste.
Tredje generation: sammensatte tyndfilmsolceller såsom kobberindiumselenid (CIS) og tyndfilm Si solceller. Hovedsageligt i tilstanden af laboratorieproduktion er der potentielle enorme økonomiske effekter på grund af dens høje effektivitet og lave omkostninger.
Silicium solceller kan opdeles i:
1) Monokrystallinske siliciumsolceller
2) Polykrystallinsk silicium tyndfilm solceller
3) Amorf silicium tyndfilm solceller
Monokrystallinske silicium solceller
Monokrystallinske siliciumsolceller er solceller lavet af monokrystallinske siliciumstænger med høj renhed, som har den højeste konverteringseffektivitet og den mest modne teknologi. Højtydende monokrystallinske siliciumceller er baseret på højkvalitets monokrystallinske siliciummaterialer og relaterede termiske behandlingsteknikker.
Amorfe silicium tyndfilm solceller
Silicium brugt i amorf silicium tyndfilm solceller er a-Si. Dens grundlæggende struktur er ikke et pn-kryds, men et pin-kryds. Doping af bor til dannelse af p-region, doping af fosfor til dannelse af n-region, i er et ikke-urent eller let doteret indre lag.
Fremtrædende funktioner:
Lave omkostninger til materialer og fremstillingsprocesser.
Produktionsprocessen er en lavtemperaturproces (100-300 ℃), og energiforbruget er lavt.
Det er nemt at danne produktionskapacitet i stor skala, og hele produktionsprocessen kan automatiseres.
Der er mange varianter og brede anvendelser.
Der er problemer: det optiske båndgab er 1.7 eV → ufølsomt over for det lange bølgelængdeområde → lav konverteringseffektivitet
Fotonedbrydningseffekt: fotoelektrisk effektivitet falder med fortsættelsen af belysningstiden
Løsning: klargør tandemsolceller, det vil sige deponer en eller flere stift-underceller på de forberedte stift-enkeltforbindelsessolceller.
Produktionsmetoder: reaktiv sputtering, PECVD, LPCVD.
Reaktiv gas: SiH4 fortyndet med H2
Underlagsmateriale: glas, rustfrit stål osv.
Polykrystallinske silicium solceller
Polykrystallinske silicium tyndfilm solceller dyrker polykrystallinske silicium tynde film på billige substratmaterialer og bruger et relativt tyndt krystallinsk silicium lag som det aktive lag af solceller, hvilket ikke kun opretholder den høje ydeevne og stabilitet af krystallinske silicium solceller, men også mængden af anvendte materialer. Et væsentligt fald, der reducerer batteriomkostningerne markant. Arbejdsprincippet for polykrystallinske silicium tyndfilm solceller er det samme som andre solceller, som er baseret på samspillet mellem sollys og halvledermaterialer for at danne fotovoltaisk effekt.
Almindelige forberedelsesmetoder:
Kemisk lavtryksdampaflejring (LPCVD)
Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD)
Flydende fase epitaksi (LPPE)
Sputter-aflejringsmetode
Reaktiv gas SiH2Cl2, SiHCl3, SiCl4 eller SiH4
↓ (under en vis beskyttende atmosfære)
Siliciumatomer aflejres på opvarmede substrater
(Substratmaterialet er Si, SiO2, Si3N4 osv.)
Problemer: Det er svært at danne større korn på ikke-silicium underlag, og det er nemt at danne hulrum mellem korn
Løsning: Brug først LPCVD til at indrykke et tyndt lag amorft silicium på substratet, udglød derefter dette lag af amorft silicium for at opnå større krystalkorn, og afsæt derefter et tykt lag på frøkrystallen. polysilicium film.
Da polykrystallinske silicium tyndfilmsceller bruger mindre silicium end enkeltkrystal silicium, er der intet problem med effektivitetsfald, og det er muligt at forberede på billige substratmaterialer. Omkostningerne er meget lavere end for enkeltkrystal siliciumceller, og effektiviteten er højere end for amorfe silicium tyndfilmceller. Derfor vil polykrystallinsk silicium tyndfilmsceller snart dominere solenergimarkedet.
Multi-sammensatte tyndfilm solceller
De multi-sammensatte tyndfilmsolcellematerialer er uorganiske salte, som hovedsageligt omfatter galliumarsenid III-V gruppeforbindelser, cadmiumsulfid, cadmiumtellurid og kobberindiumselenid tyndfilmsbatterier.
Effektiviteten af cadmiumsulfid og cadmiumtellurid polykrystallinske tyndfilmceller er højere end for amorfe silicium tyndfilm solceller, og omkostningerne er lavere end for monokrystallinske siliciumceller, og det er også nemt at masseproducere, men fordi cadmium er meget giftigt, vil det forårsage alvorlig skade på miljøet. Forurening er derfor ikke den mest ideelle erstatning for krystallinske siliciumsolceller.
Konverteringseffektiviteten af galliumarsenid III-V sammensatte celler kan nå 28%. Galliumarsenidforbindelsesmaterialet har et meget ideelt optisk båndgab og høj absorptionseffektivitet. Den har stærk strålingsmodstand og er ufølsom over for varme. Det er velegnet til fremstilling af højeffektivt Single junction-batteri. Den høje pris på galliumarsenidmaterialer begrænser imidlertid populariteten af galliumarsenidbatterier i vid udstrækning.
Kobberindiumselenid tyndfilmsbatteri (forkortet CIS) er velegnet til fotoelektrisk konvertering, og der er intet problem med lysinduceret nedbrydningseffekt, og konverteringseffektiviteten er den samme som polysilicium. Med fordelene ved lav pris, god ydeevne og enkel proces vil det blive en vigtig retning for udviklingen af solceller i fremtiden. Det eneste problem er kilden til materialet. Da både indium og selen er relativt sjældne grundstoffer, er udviklingen af sådanne batterier bundet til at være begrænset.
Organiske sammensatte solceller
Organiske solceller bruger organiske stoffer med lysfølsomme egenskaber som halvledermaterialer til at generere spænding og danne strøm gennem fotovoltaisk effekt. Organiske solceller kan opdeles i enkelt junction struktur, pn heterojunction struktur og farvestofsensibiliseret nanokrystallinsk struktur i henhold til halvledermaterialet.
Ifølge relevante undersøgelsesdata er den gennemsnitlige pris for organiske solceller kun 10%-20% af siliciumsolcellers; dog er den fotoelektriske konverteringseffektivitet af organiske solceller på markedet i øjeblikket kun 10 % på det højeste, hvilket er hovedproblemet, der begrænser dens omfattende markedsføring. . Derfor er det nøgleproblem, der skal løses i fremtiden, hvordan man forbedrer den fotoelektriske konverteringsrate.
Sensibiliserede nanokrystallinske solceller
Den farvestofsensibiliserede TiO2-solcelle er faktisk en fotoelektrokemisk celle. I 1991 brugte en forskergruppe ledet af prof. Michael Grätzel fra Ecole Polytechnique de Lausanne (EPFL) i Schweiz en billig oxidhalvleder TiO2 med bred båndgab til at fremstille nanokrystallinske tynde film, hvorpå et stort antal carboxylsyre-bipyridin Ru(II) )-komplekser blev adsorberet. En farvestofsensibiliseret nanokrystallinsk solcelle er udviklet ved at bruge et lavt flygtigt salt indeholdende redoxpar som elektrolyt.
Fordelene ved nanokrystallinske TiO2-solceller ligger i deres lave omkostninger, enkle proces og stabile ydeevne. Dens fotoelektriske effektivitet er stabil på mere end 10%, produktionsomkostningerne er kun 1/5 til 1/10 af siliciumsolcellers, og dens levetid kan nå mere end 20 år. Forskningen og udviklingen af sådanne batterier er dog netop startet, og det vurderes, at de gradvist vil komme på markedet i den nærmeste fremtid.
Grundlæggende:
Farvestofmolekylet absorberer sollysenergi og går over til den exciterede tilstand, den exciterede tilstand er ustabil, elektroner sprøjtes hurtigt ind i ledningsbåndet af det tilstødende TiO2, og elektronerne tabt i farvestoffet kompenseres hurtigt fra elektrolytten, og elektronerne kommer ind i ledningsbåndet af TiO2 kommer til sidst ind. Den ledende film genererer derefter en fotostrøm gennem den ydre sløjfe.
Polymer flerlags modificerede elektrode solceller
Udskiftning af uorganiske materialer med organiske polymerer er en ny forskningsretning for fremstilling af solceller. På grund af fordelene ved god fleksibilitet, nem fremstilling, brede materialekilder og lave omkostninger ved organiske materialer er det af stor betydning for storstilet udnyttelse af solenergi og levering af billig elektricitet.
Forskningen i fremstilling af solceller med organiske materialer er kun lige begyndt, og hverken levetiden eller celleeffektiviteten kan sammenlignes med uorganiske materialer, især siliciumceller. Hvorvidt det kan udvikles til et produkt med praktisk betydning, mangler at blive undersøgt og udforsket nærmere.
Keheng solenergi lagringsbatteri
Med de teknologiske fremskridt og omkostningsfordelene ved lithiumjernfosfatbatterier bliver mere og mere indlysende, er de nuværende solenergiopbevaringsbatterier næsten lithiumjernfosfatbatterier.
Lithiumjernfosfatbatterier har følgende fordele
Høj sikkerhedsydelse
Lang levetid:
Cykluslevetiden for langtidsholdbare blysyrebatterier er omkring 300 gange, og den maksimale er 500 gange, mens cykluslevetiden for lithiumjernphosphat-batterier kan nå mere end 2,000 gange, og standardopladningen (5-timers hastighed) brug kan nå 2,000 gange.
God ydeevne ved høj temperatur
den elektriske opvarmning af lithiumjernphosphat kan nå 350 ℃-500 ℃, mens lithiummanganat og lithiumcobaltat kun er omkring 200 ℃. Bredt driftstemperaturområde (-20C–75C), med høj temperaturmodstand, den elektriske opvarmningstopp af lithiumjernfosfat kan nå 350℃-500℃, mens lithiummanganat og lithiumcobaltat kun er omkring 200℃.
Høj energitæthed
Let vægt
Miljøbeskyttelse
Keheng solenergi lagringsbatteri er meget udbredt i hjemmets energilagring og telekommunikationsbasestation UPS strømforsyning, bærbar udendørs strømforsyning.
DEEP CYCLE BATTERIER med BMS（lifepo4 lithiumbatteri）
Lav temperatur 24V 60AH Deep Cycle LiFePO4 batteri
Lav temperatur 48V 50AH Deep Cycle LiFePO4 batteri
Lav temperatur 48V 100AH Deep Cycle LiFePO4 batteri
Lav temperatur 48V 200AH Deep Cycle LiFePO4 batteri
