太阳能电池板技术

你是否考虑在家里使用太阳能,但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取得了一个必威竞猜“只”23%

研究人员已经开发了许多提高光伏发电效率的技术。必威竞猜对能源敏感的消费者来说,幸运的是,它们正在成为许多出售第一代和第二代太阳能电池的太阳能电池板品牌的标准功能。

太阳能电池板技术提高效率必威竞猜

以下是迄今为止光伏技术在效率方面的主要进展,以及对光伏未来的一瞥。必威竞猜

1.钝化发射极后电池(PERC)

随着薄膜技术在80年代的发展,全氯乙烯是一项旨在提高第一代太阳能电池效率的附加技术。必威竞猜

在这种技术中,有两层被应用在晶体硅电池的背面。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线反射到电池表面,从而转化为可用的电力。

PERC提供一个1%诚然,效率的提高充其量是必威竞猜适度的。

此外,PERC太阳能电池很容易受到一种被称为“光和高温诱导降解”(LeTID)的特定类型的降解,随着时间的推移会降低效率。必威竞猜

一项研究发现20%必威竞猜PERC在2-3年内可能会降低效率。

希望进一步的发展能够纠正PERC降低效率的问题。必威竞猜在此期间,检查您的保修,看看您的percar增强系统是否包括电力损失。寻找一个83+%/25年。电力保修或更高。(也就是说,25年后,你的太阳系产生的能量是原来的83%以上。)

2.异质结技术(HJT)

为了提高光伏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)。2010年专利到期后,许多太阳能公司进行了HJT研究,以提高面板效率。必威竞猜他们想把这种进步整合到自己的产品中。

当今市场上许多效率最高的面板,比如REC必威竞猜集团的阿尔法系列,使用这项技术。

在HJT中,薄膜非晶硅(a- si)层-没有规则的晶体结构-被加入这两个单晶硅或多晶硅晶圆片的侧面。这些额外的光伏材料层可以捕获硅晶圆没有吸收的太阳能。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。

薄膜比第一代太阳能电池更容易生产,成本也更低。就其本身而言,它们的效率并不高,最高约为12%。但当它们被用于HJT时,整体光伏效率提高了——通常高达21%或更多。必威竞猜

这可与当今市场上最好的太阳能电池板相媲美。

与其他用于提高效率的技术相比,HJT需要更少的制造步骤,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,而晶体硅板在高温下表现不佳,这是它们在HJT中提高效率的一个主要因素。必威竞猜相比之下,PERC遭受光降解和热降解。

3.半电池技术

你知道20-30%的遮光可以降低单个模块的功率输出高达吗40%?这对你来说是节约能源的损失。

特定面板上的阴影和由此产生的电力损耗是太阳能的一个问题。必威国际手机版这与几个面板上的阴影是不一样的。这个问题需要microinverter来解决。

旁路二极管帮助问题的效率或电力损失从荫蔽一个电必威竞猜池明显,但它没有伤害有额外的安全。半电池技术提供了这种技术。

顾名思义,半电池技术是基于这样的原理:更多的PV电池意味着电路中电子流动的阻力更小。例如,一个典型的60单元模块将有120个半单元——每个单元被切成两半——只有一半的电阻。

这就意味着阵列中电流的阻力更小,因此效率略高。必威竞猜

半电池技术可以提高整个面板的效率最高必威竞猜2 - 3%

太阳能电池板效率的最新发展必威竞猜

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电必威竞猜池阵列效率和输出功率的方法,同时降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优先事项。

因此,发现各种各样的光伏应用使它今天的市场并不奇怪。

这里有几个太阳能开发项目,房主现在就可以购买,要么单独购买,要么与其他太阳能改进结合购买。它们在利用辐射能产生可用电力方面大有希望。

4.有两面的太阳能电池板

传统的单晶硅或多晶硅晶体面板只将一面暴露在阳光下。双面部可以把两边都暴露出来。对双面美容的研究始于20世纪60年代,但直到2010年代才开始流行。

必威竞猜采用太阳跟踪技术的双面成像效率可提高最多40%与单面板相比,但在大多数情况下,a6 - 9%改进更为常见。(太阳能跟踪包括不断调整光伏板的角度,以获取全天最多的辐射能。)

在双面手术中,传统的深色背板被一种透明材料取代,通常是玻璃。铝框架也经常被忽略。

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,以留出空间让已经穿过的光线反射到背面的光伏电池板上。

近年来,双面手术的成本下降,与同类型、同质量的单面手术相比具有竞争力。现在它们的成本大约是5 - 6每瓦比传统灯泡多几美分。

5.建筑光伏(BIPV)

BIPV最常见的例子是太阳瓦,于2005年首次商用。这些是太阳能电池,可以取代屋顶上的沥青瓦。每一个都可以很容易地产生60瓦.一些品牌产生了高达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

太阳能瓦可以是单硅或多硅。薄膜技术也被用于双光电。

目前,太阳能瓦并不经济,除非你准备更换你的屋顶。税收抵免后,太阳能瓦片可能会花费2.83美元/瓦

6.浓缩光伏电池(CPV)

使用光学收集器,如透镜和镜子,CPV集中阳光,并把它集中在一个小光伏电池.通常,太阳能电池是为太空或军事应用而设计的,可承受高温。最高效率(到目前为止,大约必威竞猜30%在田野里但达不到43%在实验室中),使用多结太阳能电池。

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的双轴太阳跟踪装置,以避免对材料的热损伤。进入的光线必须始终保持与透镜垂直。

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

CPV在住宅用途上并不受欢迎,原因有很多,尽管它拥有令人难以置信的效率。

例如CPV成本2.5 - 4倍和传统的硅板一样多。它只在晴朗、阳光明媚的日子里工作得很好,而追踪器需要足够的空间。维护费用也很高。

研究改善太阳能电池板效率必威竞猜[2021]

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

其中最有前途的是各种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,也被称为堆叠电池,比单结电池有更高的效率。到目前为止,效率约为45%通常是在实验室条件下实现的。

它们似乎是清洁能源革命的光明补充,并正在寻找一些商业应用空间技术今天。然而,多功能仍然是非常昂贵的,并没有现成的住宅使用。

多结光伏电池是基于不同的半导体材料吸收太阳辐射在不同波长的事实。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。他们通常在结构上太不一样了。

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,它们可能在电子移动的层中产生隧道结。

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

迄今为止,实验室中多结光伏电池的效率最高必威竞猜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,其结构类似于一种名为钛酸钙的自然生成物质。它们生产起来既容易又便宜。其中许多具有优良的光伏能力。

2012,第一个效率为10%的薄膜钙钛矿被创造出来。必威竞猜从那时起,快速的进步使其在实验室条件下达到25%。

硅上的钙钛矿串联电池正在打破记录29.1%必威竞猜效率没有尽头。原型机保持这种效率水平达300小时。必威竞猜考虑到目前的钙钛矿根本不是热稳定的,这个时间长度是非凡的。

当然,钙钛矿还有很长的路要走,直到它们能够与第一代硅电池竞争,第一代硅电池可以使用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,太阳能电池一直在认真研发中,实验室也在尝试一些专门用于提高电池板效率的技术。必威竞猜这些提高效率的技术在几十年后必威竞猜被用于商业生产。它们通常用于今天的第一代和第二代PV电池。

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力。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。

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