鉅大LARGE | 點擊量:767次 | 2019年04月14日
太陽能電池技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用
傳統(tǒng)太陽能電池板一般用單晶硅、多晶硅、非晶硅等材料制作,其發(fā)電原理是根據(jù)光生伏打效應(yīng),即硅在太陽光直接照射下,晶體中的電子發(fā)生移動,在晶體兩面和內(nèi)部出現(xiàn)電荷分布不均的現(xiàn)象,一面集聚大量的正電荷,一面集聚大量的負(fù)電荷,光線越強(qiáng)這種現(xiàn)象越明顯,如果與負(fù)載相連,就成為一個電池。
經(jīng)過半個世紀(jì)的研究和應(yīng)用,這種太陽能電池技術(shù)雖有了很大的進(jìn)展,但其制造成本還是較高,光電轉(zhuǎn)換率較低,因而其應(yīng)用并未廣泛,大多用于比較特殊的場合,如航天、特種、偏僻的山區(qū)小鎮(zhèn)、江、河、湖、海里的航標(biāo)燈、人跡罕至的山巔等一般電力輸送不到而非用電不可的地區(qū),一般場合也只是試驗輔助設(shè)施如控制器、逆變器、蓄電池等的可靠性受環(huán)境的影響較大,需經(jīng)常正確的維護(hù)和維修,否則整個發(fā)電系統(tǒng)的壽命十分有限。
最近根據(jù)有關(guān)理論,開發(fā)出一種新型太陽能電池,這種電池與傳統(tǒng)電池相比,具有很多特點。新型太陽能電池是在光電效應(yīng)的機(jī)理上發(fā)展起來的。利用光電效應(yīng)可以把光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕男再|(zhì),在技術(shù)上有廣泛的應(yīng)用,如制光電管,用在有太陽光直接照射在金屬表面,太陽能被金屬表面的自由電子吸收,自由電子立即逸出金屬表面,又在建場蓄電池形成的電場力作用下,向左移動,碰到另一極板,并聚集在其上,這樣在逸出自由電子的金屬板上剩余大量的正電荷,而另一極板上聚集了大量的負(fù)電荷,光線越強(qiáng),電荷越多,兩極板的電勢差越大,接上控制臺或負(fù)載便可使用。
經(jīng)試運行表明,這種新型太陽能電池板在太陽光直射下除能輸出電能外,還具有電池電壓與建場蓄電池的電壓相關(guān)聯(lián),隨建場蓄電池電壓的升高而提高,可以隨意組合和控制,減少了電池板的串聯(lián)和并聯(lián),簡化了電路。在無光時,蓄能蓄電池的反向沖電不會對電池板造成損壞或短路,不影響電池板的壽命。在建場蓄電池的作用下,金屬受光面聚集了大量的自由電子,更有利于電子的逸出,逸出的電子也更容易移動到負(fù)極。
建場蓄電池同電池板的正負(fù)極之間用絕緣層隔斷,確保兩極間無電子遷移而漏電,同時也便于大量生產(chǎn)和組裝,系統(tǒng)在運行中的維護(hù)和維修大大減少等特點。經(jīng)核算表明,用該技術(shù)生產(chǎn)的太陽能發(fā)電系統(tǒng)與同功率的伏打電池發(fā)電系統(tǒng)相比,可降低初期投資成本左右,發(fā)電成本也有較大幅度的下降,隨著研究技術(shù)的不斷進(jìn)步和產(chǎn)品的專業(yè)化、系列化,這種新型太陽能電池的投資成本將進(jìn)一步下降,在未來的發(fā)電應(yīng)用中,也將越來越顯示其優(yōu)越性。