1.太阳能电池的应用及前景怎么写论文目录
参考《2016-2021年中国太阳能电池行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》显示,太阳能光伏发电在不远的将来会占据世界能源消费的重要席位,将成为世界能源供应的主体。预计到2030年,可再生能源在总能源结构中将占到30%以上,而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10%以上;到2040年,可再生能源将占总能耗的50%以上,太阳能光伏发电将占总电力的20%以上;到21世纪末,可再生能源在能源结构中将占到80%以上,太阳能发电将占到60%以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。
太阳能利用主要有光伏发电和光热发电两种形式,其中光伏发电相对比较成熟,近几年光伏市场装机量保持着稳定的增长态势。光伏发电以太阳能电池技术为核心,目前太阳能电池从技术上主要分为3类:以晶硅电池为代表的第1代太阳能电池,以硅基薄膜、CdTe、CIGS电池等为代表的第2代薄膜电池和以GaAs叠层电池为代表的第3代太阳能电池。光伏市场主要是以第1代和第2代电池为主。
然而,晶硅电池成本较高,且由于硅材料本身性质的限制,其光电转换效率很难再有提高。薄膜电池本身效率偏低、投资成本较高,因此,开发高效低成本的第3代太阳能电池不仅必要而且紧迫。
光伏市场在稳定发展,各种新技术层出不穷,总结了其中3种主流技术的指标及特点。从技术优点和环境利用优势来看,CPV技术因其光电转化效率高、规模化成本低、土地占用面积小等特点,是未来大规模建造大型高效光伏电站的理想技术。而晶硅和薄膜电池更适用于较小型的家用、商用发电系统和BIPV等。长远来看,CPV、晶硅、薄膜电池技术将不再仅仅局限于成本的比拼,它们将扬长避短,应用于不同方向并长期共存。
2.太阳能电池材料这方面的论文2500字以上word谢谢
太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源.也是清洁能源,不产生任何的环境污染。
在太阳能的有效利用当中;大阳能光电利用是近些年来发展最快,最具活力的研究领域, 是其中最受瞩目的项目之一。为此,人们研制和开发了太阳能电池。
制作太阳能电池主要是以半导体材料为基础,其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生光电于转换反应,根据所用材料的不同,太阳能电池可分为:1、硅太阳能电池;2、以无机盐如砷化镓III-V化合物、硫化镉、铜铟硒等多元化合物为材料的电池;3、功能高分子材料制备的大阳能电池;4、纳米晶太阳能电池等。 不论以何种材料来制作电池,对太阳能电池材料一般的要求有:1、半导体材料的禁带不能太宽;②要有较高的光电转换效率:3、材料本身对环境不造成污染;4、材料便于工业化生产且材料性能稳定。
基于以上几个方面考虑,硅是最理想的太阳能电池材料,这也是太阳能电池以硅材料为主的主要原因。 但随着新材料的不断开发和相关技术的发展,以其它村料为基础的太阳能电池也愈来愈显示出诱人的前景。
本文简要地综述了太阳能电池的种类及其研究现状,并讨论了太阳能电池的发展及趋势。 1 硅系太阳能电池 1。
1 单晶硅太阳能电池 硅系列太阳能电池中,单晶硅大阳能电池转换效率最高,技术也最为成熟。 高性能单晶硅电池是建立在高质量单晶硅材料和相关的成热的加工处理工艺基础上的。
现在单晶硅的电地工艺己近成熟,在电池制作中,一般都采用表面织构化、发射区钝化、分区掺杂等技术,开发的电池主要有平面单晶硅电池和刻槽埋栅电极单晶硅电池。提高转化效率主要是靠单晶硅表面微结构处理和分区掺杂工艺。
在此方面,德国夫朗霍费费莱堡太阳能系统研究所保持着世界领先水平。该研究所采用光刻照相技术将电池表面织构化,制成倒金字塔结构。
并在表面把一13nm。厚的氧化物钝化层与两层减反射涂层相结合.通过改进了的电镀过程增加栅极的宽度和高度的比率:通过以上制得的电池转化效率超过23%,是大值可达23.3%。
Kyocera公司制备的大面积(225cm2)单电晶太阳能电池转换效率为19.44%,国内北京太阳能研究所也积极进行高效晶体硅太阳能电池的研究和开发,研制的平面高效单晶硅电池(2cm X 2cm)转换效率达到19。79%,刻槽埋栅电极晶体硅电池(5cm X 5cm)转换效率达8。
6%。 单晶硅太阳能电池转换效率无疑是最高的,在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位,但由于受单晶硅材料价格及相应的繁琐的电池工艺影响,致使单晶硅成本价格居高不下,要想大幅度降低其成本是非常困难的。
为了节省高质量材料,寻找单晶硅电池的替代产品,现在发展了薄膜太阳能电 池,其中多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池就是典型代表。 1.2 多晶硅薄膜太阳能电池 通常的晶体硅太阳能电池是在厚度350~450μm的高质量硅片上制成的,这种硅片从提拉或浇铸的硅锭上锯割而成。
因此实际消耗的硅材料更多。为了节省材料,人们从70年代中期就开始在廉价衬底上沉积多晶硅薄膜,但由于生长的硅膜晶粒大小,未能制成有价值的太阳能电池。
为了获得大尺寸晶粒的薄膜,人们一直没有停止过研究,并提出了很多方法。目前制备多晶硅薄膜电池多采用化学气相沉积法,包括低压化学气相沉积(LPCVD)和等离子增强化学气相沉积(PECVD)工艺。
此外,液相外延法(LPPE)和溅射沉积法也可用来制备多晶硅薄膜电池。 化学气相沉积主要是以SiH2Cl2、SiHCl3、Sicl4或SiH4,为反应气体,在一定的保护气氛下反应生成硅原子并沉积在加热的衬底上,衬底材料一般选用Si、SiO2、Si3N4等。
但研究发现,在非硅衬底上很难形成较大的晶粒,并且容易在晶粒间形成空隙。 解决这一问题办法是先用 LPCVD在衬底上沉炽一层较薄的非晶硅层,再将这层非晶硅层退火,得到较大的晶粒,然后再在这层籽晶上沉积厚的多晶硅薄膜,因此,再结晶技术无疑是很重要的一个环节,目前采用的技术主要有固相结晶法和中区熔再结晶法。
多晶硅薄膜电池除采用了再结晶工艺外,另外采用了几乎所有制备单晶硅太阳能电池的技 术,这样制得的太阳能电池转换效率明显提高。 德国费莱堡太阳能研究所采用区馆再结晶技术在FZ Si衬底上制得的多晶硅电池转换效率为19%,日本三菱公司用该法制备电池,效率达16。
42%。 液相外延(LPE)法的原理是通过将硅熔融在母体里,降低温度析出硅膜。
美国Astropower公司采用LPE制备的电池效率达12.2%。 中国光电发展技术中心的陈哲良采用液相外延法在冶金级硅片上生长出硅晶粒,并设计了一种类似于晶体硅薄膜太阳能电池的新型太阳能电池,称之为“硅粒”太阳能电池,但有关性能方面的报道还未见到。
多晶硅薄膜电池由于所使用的硅远较单晶硅少,又无效率衰退问题,并且有可能在廉价衬底材料上制备,其成本远低于单晶硅电池,而效率高于非晶硅薄膜电池,因此,多晶硅薄膜电池不久将会在太阳能电地市场上占据主导地位。 1。
3 非晶硅薄膜太阳能电池 开发太阳能电池的两个关键问题就是:提高转换效率和 降低成本。由于非晶硅薄膜太阳能。
3.太阳能的利用论文
太阳能 长期以来,人们就一直在努力研究利用太阳能。
我们地球所接受到的太阳能,只占太阳表面发出的全部能量的二十亿分之一左右,这些能量相当于全球所需总能量的3-4万倍,可谓取之不尽,用之不竭。其次,宇宙空间没有昼夜和四季之分,也没有乌云和阴影,辐射能量十分稳定。
因而发电系统相对说来比地面简单,而且在无重量、高真空的宇宙环境中,对设备构件的强度要求也不太高。再者,太阳能和石油、煤炭等矿物燃料不同,不会导致"温室效应"和全球性气候变化,也不会造成环境污染。
正因为如此,太阳能的利用受到许多国家的重视,大家正在竞相开发各种光电新技术和光电新型材料,以扩大太阳能利用的应用领域。特别是在近10多年来,在石油可开采量日渐见底和生态环境日益恶化这两大危机的夹击下,我们越来越企盼着“太阳能时代”的到来。
从发电、取暖、供水到各种各样的太阳能动力装置,其应用十分广泛,在某些领域,太阳能的利用已开始进入实用阶段。 1974年至1997年,美日等发达国家硅半导体光电池发电成本降低了一个数量级:从每瓦50美元降到了5美元。
此后世界各国专家大都认为,要使太阳能电站与传统电站(主要是火电站)相比具有经济竞争力,还有一段同样长的路要走——其成本再降低一个数量级才行。目前美国等国家建的利用太阳池发电的项目很多。
在死海之畔有一个1979年建的7000平方米的实验太阳池,为一台150千瓦发电机供热。美国计划将其盐湖的8.3%面积(约8000平方千米)建成太阳池,为600兆瓦的发电机组供热。
今年6月,亚美尼亚无线电物理所的专家宣布,已在该国山地开始建造其“第一个小型实验样板”型工业太阳能电站。该电站使用的涡轮机不是新的,而是使用寿命已届满而从直升机上拆下来的涡轮机,装机容量仅100千瓦,但发电成本仅0.5美分/千瓦小时,效率高达40%—50%。
俄罗斯学者在太阳池研究方面也取得了令人瞩目的进展。一家公司将其研制的太阳能喷水式推进器和喷冷式推进器与太阳池工程相结合,给太阳池附设冰槽等设施,设计出了适用于农家的新式太阳池。
按这种设计,一个6到8口人的农户建一个70平方米的太阳池,便可满足其100平方米住房全年的用电需要。另一家研究机构提出了组合式太阳池电站的设计思想,即利用热泵、热管等技术将太阳能和地热、居室废热等综合利用起来,使太阳池发电的成本大大下降,在北高加索地区能与火电站竞争,并且一年四季都可用,夏天可用于空调,冬天可用于采暖。
对于淡水资源缺乏的国家来说,太阳池还有另一项不可多得的好处:据专家测算,在近海浅水区建一个面积2163平方千米、深1.2米的太阳池,可为10吉瓦的发电机组供热,并可每年产淡水2立方千米。 在欧美一些先进国家,目前正在广泛开展应用“光电玻璃幕墙制品”,这是一种将太阳能转换硅片密封在(尤如夹层玻璃)双层钢化玻璃中,安全地实现将太阳能转换为电能的一种新型生态建材。
美国的“光伏建筑计划”、欧洲的“百万屋顶光伏计划”、日本的“朝日计划”以及我国已开展的“光明工程”将在建筑领域掀起节能环保生态建材的开发应用热潮,极大的促进了太阳能在新型建材产品中的应用。 在发展中国家,各国也在积极发展利用太阳能。
如菲律宾早在九九年,政府已批出了首个太阳能计划,在澳洲政府“海外援助计划”的协助下,在全国263个社区安装1000个太阳能系统。目前菲政府正在推行全球最大太阳能应用计划,整个计划耗资4800万美元,是目前为止世界上最庞大的太阳能计划。
太阳能发电计划共分两期,受惠的除了民居外,还包括25个灌溉系统、97个净水及分配系统、68间学校和社区中心,及35间诊所。 由此看来,全人类梦寐以求的太阳能时代实际上已近在眼前,包括到太空去收集太阳能,把它传输到地球,使之变为电力,以解决人类面临的能源危机。
随着科学技术的进步,这已不是一个梦想。由美国国家航空和航天局与国家能源部建造的世界上第一座太阳能发电站,最近将在太空组装,不久将开始向地面供电。
在我国,太阳能的利用也一直是最热门的话题,经过多年的发展,国内在集热器(含太阳能热水器)已成为太阳能应用最为广泛、产业化最迅速的产业之一。1998年销售总额达到了35亿元,其产量位居世界榜首。
我国的太阳能产业已开始运作。中国科学院宣布启动西部行动计划,将在两年内投入2.5亿元人民币开展研究,建立若干个太阳能发电、太阳能供热、太阳能空调等示范工程。
目前河北保定国家高新技术开发区正加快建设我国规模最大的多晶硅太阳能电池生产基地,该项目集太阳能电池、组件及应用系统等为一体,一期工程完成后可达到年产3兆瓦多晶硅太阳能电池的能力,填补了我国在太阳能开发应用方面多项空白,并将大大推动太阳能电池用低铁玻璃的生产、销售市场。但从整体上分析,国内太阳能光伏发电系统由于起步较晚,尤其是在太阳能电池的开发、生产上还落后于国际水平,整体上仍处于产量小、应用面窄、产品单一、技术落后的初级阶段。
经粗略统计表明,国内目前仅建有5个(单晶硅)太阳能电池生产。
4.有关光伏技术的应用领域的3000字论文
总体设计思路:拟在屋顶建设低压配电用户侧并网光伏发电项目。所发电量接入内供电网络,光伏发电自发自用,实现光伏新能源电力示范应用。为保障最大光伏装机容量及发电量,光伏电池板采用固定倾角支架方式安装,朝向正南,太阳能电池组件阵列尽量避免建筑物和阵列之间的遮挡,并预留维护通道。
根据客户初步提供年用电为32度,根据最佳角度进行太阳能电池组件铺设和计算,初步可铺设太阳能电池组件205W(1580x808x50mm)为16块,总装机容量为3.28kwp,初步设计需要安装面积为59.189平方米。
在设计光伏组件安装倾角方面,设计了32度安装方式,32度倾角可实现单位装机容量的全年最大发电量,尽量大的利用屋顶有效使用面积,从而获得较大的屋顶发电效率。
预计年发电量:北京市光伏发电示范项目预计日平均发电量按32度倾角设计11.066KWh。
电网接入方案:屋面光伏组件经一定数量的串联升压后通过直流防雷汇流装置分别接至1台并网逆变器,并网逆变器将光伏所发的直流电逆变为与区域内电网同频率同相位的交流电后,经交流配电柜(含防 雷保护、发电量计量等)接入配电间光伏发电回路(在原配电柜中增加光伏回路)两相220V低压配电网,通过交流配电线路给当地负荷供电,实现光伏发电并入商场内部电网,北京市光伏发电示范项目工程,设计概算包括光伏组件、光伏支架(不含基础钢架)、逆变设备、直流配电、交流配电、电缆、工程施工等。
二、光伏发电原理简介及特点
(一)太阳能利用概况
太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源,生物质能、风能、海洋能、水能等都来自太阳能,广义地说,太阳能包含以上各种可再生能源。太阳能作为可再生能源的一种,则是指太阳能的直接转化和利用。通过转换装置把太阳辐射能转换成热能利用的属于太阳能热利用技术,再利用热能进行发电的称为太阳能热发电,也属于这一技术领域;通过转换装置把太阳辐射能转换成电能利用的属于太阳能光发电技术,原理如下图:
(二)光伏发电原理
太阳能光发电技术是通过转换装置把太阳辐射能转换成电能利用的技术,光电转换装置通常是利用半导体器件的光伏效应原理进行光电转换的,因此又称太阳能光伏技术。光生伏特效应简称为光伏效应,指光照使不均匀半导体或半导体与金属组合的不同部位之间产生电位差的现象。
(三)光伏系统发电的特点
- 没有转动部件,不产生噪音;
- 没有空气污染、不排放废水;
- 没有燃烧过程,不需要燃料;
- 维修保养简单,维护费用低;
- 运行可靠性、稳定性好;
- 根据需要很容易扩大发电规模。
5.光电池的发展及应用论文
光电池是采用激光光源将电能转换成光能,再通过光纤传输送到光电转换器,由光电转换器将光能转换成电能,从而给光电式电流(电压)互感器供电。
光电池由以下几部分组成: 1. 激光驱动电路。 2. 自动温度控制电路。
3. 激光器。 4. 光电转换器。
5. 监测反馈回路。 特点: 1、激光驱动电路:由于激光器是低压工作器件,容易受到静电或电流变化的影响而损坏,为了保护激光器,电路中采用了限流、防止浪涌冲击的恒流驱动。
2、自动温度控制电路:激光器的发光波长和输出功率都随温度而变化,因此为了系统的稳定工作,采用了半导体制冷技术,使光功率及波长稳定,同时延长激光器的使用寿命。 3、监测反馈回路:通过监测远程单元的工作电流来自动调节激光器的功率以获得适当的输出光能,比如:在冬季低温时,可以自动调低激光器的输出功率,可以延长激光器的工作寿命。
4、本地单元的供电和用电端的输出功率依用户的要求设计。 5、光电池具有良好的抗电磁辐射干扰性能,可靠性高,可为高压输变电、医疗、航空以及需严格防爆的场合提供安全、洁净的电能。
我公司与日本合作开发的光电池达到了国际先进水平,填补了国内空白。 。
6.太阳能光伏发电技术 论文
太阳能光伏发电系统的应用正在迅速发展,《太阳能光伏发电技术/国家骨干高职院校建设项目教材》在全面介绍太阳能光伏发电知识的基础上,着重对光伏发电系统实用技术,包括太阳辐射强度的正确测算,光伏方阵的组合设计,各类光伏系统的构成、实际应用、优化设计,以及光伏系统的操作使用及管理维护等方面,进行了比较详细的阐述和分析。
《太阳能光伏发电技术/国家骨干高职院校建设项目教材》技术内容先进,实用,可操作性强。 《太阳能光伏发电技术/国家骨干高职院校建设项目教材》可作为高等职业教育技能型人才培养规划教材,不仅适用于高等职业院校电力专业和光伏新能源专业的教学,也可作为太阳能光伏产业人员的上岗培训用书,对太阳能光伏企业的工程技术人员、管理人员、维修服务人员、生产销售人员和科技爱好者均有较好的参考价值。
7.应用电子专业毕业论文怎么写啊
太阳能LED路灯控制器的设计摘要:文章介绍了基于单片机的太阳能LED路灯控制器的一种实现方法。
重点介绍了蓄电池快速充电的方法,以及在线检测蓄电池的容量的方法。关键词:单片机;太阳能;快速充电;容量检测;蓄电池随着世界能源危机的加剧,各国都在寻求解决能源危机的办法,一条道路是寻求新能源和可再生能源的利用;另一条是寻求新的节能技术,降低能源的消耗,提高能源的利用效率。
太阳能是地球上最直接最普遍也是最清洁的能源,太阳能作为一种巨量可再生能源,每天达到地球表面的辐射能大约等于2.5亿万桶石油,可以说是取之不尽、用之不竭。LED的光谱几乎全部集中于可见光频段,所以发光效率高,一般人都认为,节能灯可节能4/5是伟大的创举,但LED比节能灯还要节能1/4,这是固体光源更伟大的改革。
太阳能LED照明集成了太阳能与LED的优点。1太阳能LED路灯供电系统的组成及功能太阳能LED路灯控制器的主要是太阳能电池组、充电管理、电池组、放电管理组成。
太阳能电池组是把太阳能转变成电能,通过二极管由充电管理系统对蓄电池组进行充电。二极管的作用是防止蓄电池给太阳能电池板充电。
充电管理和供电管理主要是由一块单片机来完成。充电时,单片机主要是完成对电池充电过程中状态的检测,根据蓄电池的状态选择充电方式,以及防止蓄电池过充。
放电时,单片机处理蓄电池放电过程中的状态检测,当检测到蓄电池电量过低时,立即停止对负载供电,起到保护蓄电池的作用。 太阳能LED路灯控制器通过光电传感器来检测是白天和黑夜,如果是白天则调用充电管理模块来给蓄电池充电,如果是黑夜,则调用供电管理模块来给负载供电。
并实时的检测蓄电池的电压,防止蓄电池过充或过放,对蓄电池有很好的保护作用。2系统硬件设计(一)蓄电池充电管理当天亮的时候,太阳能LED路灯控制器自动停止给负载供电,自动转换到充电模式,给蓄电池充电。
在开始充电的时候,控制器会先检测蓄电池的电压,如果过低,则会根据快速充电的方法,迅速将蓄电池的电量充满,之后采用恒压的方法继续给蓄电池供电。1快速充电原理本系统采用低压定周期脉冲充放电模式,首先用大电流充电,蓄电池的电压迅速上升,然后在极化现象比较严重时,单片机发出指令,经过短时间停充后,再让蓄电池大电流放电。
这样,蓄电池的极化现象能在很大程度上消除,如此反复循环,可在电池充满,如图2。此种充电方法又叫Reflex充电法,充电模式通过瞬间的大电流放电脉冲,除去了正极板上的气体,并使氧气在负极板上被吸收,从而解决了电池在快速充电过程中的极化问题。
同样,这种过程可以降低电池内部压力、温度、阻抗,减少能量的损耗,把电能更有效地转化为化学能并存储起来,提高了充电效率。该方法要求把放电脉冲的幅度调整为充电脉冲的2.5倍,放电能量同样随着电池容量及期望的充电时间做函数变化,但对充电速度维持固定的比值。
随着充电的进行,充电的模式可通过两方面实现:一方面采用恒压充电,充电电流随着电池的端电压的升高而衰减,另一方面采用限压变电流间歇充电。充电前期的恒电流充电段采用最佳充电电流值,获得绝大部分充电量。
充电后期采用定电压充电段,获得过充电量,将电池恢复至完全充电态。2蓄电池充电管理的组成及功能 蓄电池充电管理组成如图2所示。
本装置采用了先进的DC-AC-DC变换模块,将太阳能电池送过来的直流电能通过DC-AC转换,变成交流。DC-AC的控制通过单片机给脉冲来控制,脉冲持续时间可以由图2给的参数进行设计,并可以适当调整。
AC-DC的变换是通过整流桥,因为该控制器的脉冲频率很高,此时整流桥上的二极管应该采用快速恢复二极管。整流过后的电压直接接到蓄电池上面,并实时的检测蓄电池的电压,防止蓄电池过冲,当蓄电池过充时应立即切断太阳能电池继续给蓄电池供电。
电流取样电路是在大电路充电时,实时的检测充电电路的电流,严格的控制充电的电流,防止过大或者过小,以便影损坏电池或影响充电的速度。充电过程中的放电电路主要是防止电池的记忆效应。
蓄电池充满之后采用恒定的电压继续给蓄电池充电,以减少蓄电池内部的损耗。(二)蓄电池供电管理当天黑时,太阳能LED路灯控制器能自动进入供电模式,给LED路灯供电,并实时的检测蓄电池的容量,以便保护蓄电池。
对蓄电池电量检测的方法的比较多,但最常用的方法是恒流放电法。恒流放电就是给一定的负载放电的过程中,电流保持不变,当负载改变的时候,电流也随着改变。
l蓄电池恒流放电原理在使用蓄电池的过程中,需要及时了解蓄电池的容量,以便于及时充电来维持蓄电池的正常使用。蓄电池容量测试中,传统上采用电池内阻-容量对应法,简称内阻法。
它首先用某一标准设备测出一组蓄电池内阻和容量的对应关系,把它存入ROM中,在测试容量时先计算出其内阻,再根据内阻查表得出容量。因为内阻和容量之间不存在一一对应关系,这种方法有着一定局限性。
当内阻较大或较小时,测出的结果并不准确。为此,采用对蓄电池进行恒流放电,利用电池电压-。
8.关于太阳能的开发与利用的论文 急用
太阳电池又称光伏电池,是一种能有效地吸收太阳辐射能,并使之转变成电能的半导体器件。它可单独地作为光探测元件,例如在照像机中使用,主要是经过串联和并联,以获得所需的电压及电流来作为供电电源使用。太阳电池的外观就如一张薄的卡片或一片薄的玻璃片一样,与普通电池外观不同,它自身也不能储存电能,即没以有光时就不发电,如果晚上要用它,就要与蓄电池配合使用。
太阳电池的面积每100㎝2在强阳光下约产生1瓦的电,我们常说的1度电是1千瓦小时,也就是1千瓦这样的电池工作1小时才能产生1度电。
太阳电池发展概况
太阳能光伏发电,可视为迄今为止最美妙、最长寿和最可靠的发电技术。与太阳能发电相比,它另涉及半导体器件,既无运动部件,又无流动工质,因此,避免了机械维修和工质腐蚀的问题,是可再生能源和可持续发展的可靠能源。
硅太阳电池的发展,始于1954年在,美国贝尔研究所试制成功,次年便被用做电信装置的电源,1958年又被美国首次应用和于“先锋1号”人造卫星。宇宙开发极大地促进了太阳电池的开发。与此同时,地面用太阳电池的研究也在不断开展,特别是1973年的能源危机,又大大加速了地面太阳电池的发展。许多国家为开发、利用太阳能电池,为阳光发电的研究投入了相当数量的资金。迄今为止翱翔于太空的成千个飞行器中,大多数都配备了太阳能电池系统。第一颗人造卫星上天,是光伏技术开发利用的起点,经过近五十年的发展,它已形成一门新的光伏科学与光伏工程。无论是在宇宙飞行中的应用,还是作为地面发电系统的应用,从开发速度、技术成熟性和应用领域来看,光伏技术都是新能源中的佼佼者。
太阳电池作为有潜力的可再生能源,在地面上逐渐得到推广。太阳电池的成本及售价也在逐年下降,多年来太阳电池的产量一直以10-25%的增长率在增加。1990年世界太阳能电池组件的产量70MW(兆瓦),我国为1.2MW,主要是用在太阳光照好的边远地区。到2001年全世界太阳电池的产量达到350MW,我国太阳能电池的实际产量已达到4.5MW,累计安装量已超过20MW。我国是个发展中国家,地域辽阔,有许多边远省份和经济欠发达地区。据统计目前我国尚有700万户(2800万人口),还没有用上电,60%的有电县严重缺电。这些地区在短期内不可能靠常规电力解决用电问题,光伏发电则是解决分散农、牧民用电的理想途径,市场潜力非常巨大。
光伏发电具有许多优点:如:安全可靠、无噪声、无污染、能量随处可得,不受地域限制,无须消耗燃料,无机械转动部件,故障率低,维护简便,可以无人值守,建站周期短,规模大小随意,无须架输电线路,可以方便地与建筑物相结合等,这些优点都是其它发电方式所不及的。
目前国际上大量使用的电池为单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池和非晶硅太阳电池三种,这三种电池约各占1/3的市场,我国目前有7个太阳电池生产线,主要是生产单晶硅及非晶硅太阳电池,多晶硅太阳电池也有少量生产。我国生产单晶硅太阳电池的效率在12-13%,多晶硅太阳电池在10%,非晶硅太阳电池在5-6%。晶体硅太阳电池在研究上是朝着高效率化、薄片化、大面积化的方向发展。1995年我国晶体硅太阳电池组件的参考价格为45元/瓦,非晶硅太阳电池组件为25元/瓦,仍为常规能源的几倍,但在无电地区及拉线不方便的地方,已产生了良好的经济效益。
9.求关于太阳能光伏的论文
太阳能电池工艺简介及厂房建设总结 我公司从02年开始,先后承接过目前国内太阳能电池行业主流公司的一系列项目(从硅片制造到组件生产),通过完成这些项目的设计、施工和二次配,我公司无疑已成为业内承接太阳能电池生产厂房的最专业公司。
我自己还见证了以上某项目从破土动工到正式投产,甚至停产改造的所有过程,也曾去过兄弟太阳能项目,通过现场的亲历和对这些公司施工图的研读,对太阳能电池的生产工艺及厂房及建设略知一二,愿在此与大家探讨。 一、工艺简介 在上一次《太阳能电池的一些资讯》中,对于生产原理,我已经做过叙述,太阳能电池生产工艺一般分为:扩散前清洗、扩散、扩散后清洗、刻蚀、PECVD,丝网印刷,烧结,分类检测和封装。
扩散前清洗的目的在于制绒,就是把相对光滑的原材料硅片的表面通过强酸和强碱腐蚀,使其凸凹不平,变得粗糙,形成漫反射,减少直射到硅片表面的太阳能的损失。相关设备有无锡瑞宝,德国RENA,深圳捷佳创,这些设备中最好的是RENA,因为他不光卖设备,还卖制绒工艺的专利。
所使用的介质有HF,HCL,HNO3,NaOH,Na2SiO3和乙醇等。动力源有自来水,纯水,压缩空气,氮气,工艺冷却水,废水,热排风和酸排风。
扩散的目的在于形成PN结。硅片含硼,是P型结物质,需要往里面掺杂磷,使电子发生移动,形成PN结空穴。
所使用的介质有POCL3,N2,O2。动力源有压缩空气,氮气,工艺冷却水,热排风和有机排风。
使用的设备是高温扩散炉,厂商有SVCS,TEMPRESS,长沙48所等。该道工艺有洁净要求,需要在洁净室内运行。
因为扩散炉内的石英管需要清洗,所以需要增加一种石英管清洗机。 扩散后清洗的目的在于洗去扩散时形成的磷硅玻璃,即SiO2和 P2O5的混合物,所以扩散后清洗机又叫做去磷硅玻璃清洗机。
动力源有氮气,压缩空气,纯水,HF,热排风,酸排风,废水等。设备有深圳捷佳创。
刻蚀的目的在于把硅片的边缘PN结断开,防止短路。目前国内所使用的设备几乎都是长沙48所的。
动力源有CF4,N2,NH3,热排风,有机排风。 PECVD的目的在于镀氮化硅薄膜,增加折射率,同时掺杂H元素,使缺陷减少,还可以保护硅片。
所用设备有德国的ROTH&RAW平板式PECVD设备,还有CENTROTHERMO的管式PECVD设备。动力源有SiH4,NH3,氮气,压缩空气,工艺冷却水,热排风,硅烷排风等。
丝网印刷的目的在于印刷导电电极。先印背面,再印正面。
目前国内大多数厂家使用设备是意大利的BACCINI印刷线。动力源有真空,压缩空气,热排风,有机排风等。
烧结的目的是把电极烧结在PN结上。高温烧结可以使电极穿透氮化硅膜,形成合金。
所用设备有美国DESPACH等。动力源有压缩空气,工艺冷却水,热排风,有机排风等。
分类检测的目的在于把电池片按照效率进行分类。目前国内大多数厂家使用设备是意大利的BACCINI检测仪。
动力源有真空,压缩空气。 最后一道工艺就是热塑包装。
二、厂房建设经验总结 一条年产量25MW的生产线,设备占地至少需要1100平方米,而国内厂商一般很少有只计划一条线的公司,所以太阳能电池生产车间净面积都在2000平方米以上。按照16小时甚至24小时生产来计算,工艺人员不下于百人,所以相应的办公室,更衣间,食堂,宿舍,卫生间等设施都不能太小。
外线动力站(制冷,供热,纯水,空压,真空,空调,工艺冷却水,消防,变配电,自控,通讯等)房总面积不小于2000平方米。厂房和动力站房有钢筋混凝土框架结构,多层建筑的,也有钢结构加金属复合板单层建筑的,但布置工艺和动力设备的楼层,因管线众多,层高都较大,至少是7米。
以下经验总结均以50MW生产线为例。 电源是整个工厂的首要条件,仅工艺和动力设备用电功率就在1800KW左右,必须有可靠的电能供应。
PECVD设备,制冷机,空压机,空调风机和循环水泵是用电功率较大的设备。 工艺纯水的用量在15吨/小时左右,水质标准都要达到中国电子级水的技术指标GB/T11446.1-1997中EW-1级。
工艺冷却水用量也在15吨/小时左右,水质中微粒粒径不宜大于10微米,供水温度宜在15-20℃,供水压力5巴左右,应有可靠的温度,供水压力控制,最好采用变频泵。 压缩空气用量在400NM3/H左右,如果空气品质要求较高,如需要达到压缩空气质量等级的1级甚至更高要求,建议使用无油空压机。
如果露点温度要求苛刻,干燥机建议使用组合式。真空排气量在300M3/H左右,水环式真空泵虽然便宜,但是效率下降的也快,不推荐使用。
氮气和氧气如果靠近大的气体供应站,一般采用液体储罐供应的方式,初投资低,氮气储罐20立方米左右,氧气10立方米足够。特殊气体如硅烷等,考虑安全因素,单独设置一个特气间还是很有必要的。
空调系统的空气处理方式则视具体土建情况而言,可以采取组合式空气处理机组集中处理,也可以采用干盘管进行分散处理。生产车间出扩散区外,温湿度均只要满足人体舒适性即可,建议冬夏能有一定变化,这样既可节能,又让人能适应室内外温度变化,不易感冒。
扩散区由于对洁净度要求较高,需要设计独立。
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