太阳能电池板应用领域

1.用户太阳能电源:(1)小型电源10-100W不等，用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电，如照明、电视、收录机等;(2)3-5KW家庭屋顶并网发电系统;(3)光伏水泵:解决无电地区的深水井饮用、灌溉。

2. 交通领域:如航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、宇翔路灯、高空障碍灯、高速公路/铁路无线电话亭、无人值守道班供电等。

3. 通讯/通信领域:太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统;农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵GPS供电等。

4. 石油、海洋、气象领域:石油管道和水库闸门阴极保护太阳能电源系统、石油钻井平台生活及应急电源、海洋检测设备、气象/水文观测设备等。

5.灯具电源:如庭院灯、路灯、手提灯、野营灯、登山灯、垂钓灯、黑光灯、割胶灯、节能灯等。

6.光伏电站:10KW-50MW独立光伏电站、风光(柴)互补电站、各种大型停车厂充电站等。

7.太阳能建筑:将太阳能发电与建筑材料相结合，使得未来的大型建筑实现电力自给，是未来一大发展方向。

8.其他领域包括:(1)与汽车配套:太阳能汽车/电动车、电池充电设备、汽车空调、换气扇、冷饮箱等;(2)太阳能制氢加燃料电池的再生发电系统;(3)海水淡化设备供电;(4)卫星、航天器、空间太阳能电站等。

当前，晶体硅材料(包括多晶硅和单晶硅)是最主要的光伏材料，其市场占有率在90%以上,而且在今后相当长的一段时期也依然是太阳能电池的主流材料。多晶硅材料的生产技术长期以来掌握在美、日、德等3个国家7个公司的10家工厂手中，形成技术封锁、市场垄断的状况。多晶硅的需求主要来自于半导体和太阳能电池。按纯度要求不同，分为电子级和太阳能级。其中，用于电子级多晶硅占55%左右，太阳能级多晶硅占45%，随着光伏产业的迅猛发展，太阳能电池对多晶硅需求量的增长速度高于半导体多晶硅的发展，预计到2008年太阳能多晶硅的需求量将超过电子级多晶硅。 1994年全世界太阳能电池的总产量只有69MW，而2004年就接近1200MW，在短短的10年里就增长了17倍。专家预测太阳能光伏产业在二十一世纪前半期将超过核电成为最重要的基础能源之一。

晶体硅电池板:多晶硅太阳能电池、单晶硅太阳能电池。

非晶硅电池板:薄膜太阳能电池、有机太阳能电池。

化学染料电池板:染料敏化太阳能电池。

柔性太阳能电池

单晶硅太阳能电池的光电转换效率为18%左右，最高的达到24%，这是所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的，但制作成本很大，以致于它还不能被普遍地使用。由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，因此其坚固耐用，使用寿命可达25年。

多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多，但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少，其光电转换效率约16%左右 (2004年7月1日日本夏普上市效率为14.8%的世界最高效率多晶硅太阳能电池)。 从制作成本上来讲，比单晶硅太阳能电池要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。此外，多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。从性能价格比来讲，单晶硅太阳能电池还略好。

非晶硅太阳电池是1976年出现的新型薄膜式太阳电池，它与单晶硅和多晶硅太阳电池的制作方法完全不同，工艺过程大大简化，硅材料消耗很少，电耗更低，它的主要优点是在弱光条件也能发电。但非晶硅太阳电池存在的主要问题是光电转换效率偏低，国际先进水平为10%左右，且不够稳定，随着时间的延长，其转换效率衰减。

多元化合物太阳电池指不是用单一元素半导体材料制成的太阳电池。各国研究的品种繁多，大多数尚未工业化生产，主要有以下几种:a)硫化镉太阳能电池b)砷化镓太阳能电池c)铜铟硒太阳能电池(新型多元带隙梯度Cu(In, Ga)Se2薄膜太阳能电池)

Cu(In, Ga)Se2是一种性能优良太阳光吸收材料，具有梯度能带间隙(导带与价带之间的能级差)多元的半导体材料，可以扩大太阳能吸收光谱范围，进而提高光电转化效率。以它为基础可以设计出光电转换效率比硅薄膜太阳能电池明显提高的薄膜太阳能电池。可以达到的光电转化率为18%，而且，此类薄膜太阳能电池到目前为止，未发现有光辐射引致性能衰退效应(SWE)，其光电转化效率比商用的薄膜太阳能电池板提高约50~75%，在薄膜太阳能电池中属于世界的最高水平的光电转化效率。

柔性薄膜太阳能电池是相对于常规太阳能电池来区分的。

常规太阳能电池一般是两层玻璃中间是EVA材料和电池片的结构，这样的组件重量较重，安装的时候需要支架，不易移动。

柔性薄膜太阳能电池不需要采用玻璃背板和盖板，重量比双层玻璃的太阳能电池片组件轻80%，采用pvc背板和ETFE薄膜盖板的柔性电池片甚至可以任意弯曲，方便携带。安装的时候也不需要特殊的支架，可以方便安装在屋顶，和帐篷顶上使用。

缺点是光电的转换效率要比常规的晶硅组件低。

1) 钢化玻璃 其作用为保护发电主体(如电池片)，透光其选用是有要求的， 1.透光率必须高(一般91%以上);2.超白钢化处理

2) EVA 用来粘结固定钢化玻璃和发电主体(如电池片)，透明EVA材质的优劣直接影响到组件的寿命，暴露在空气中的EVA易老化发黄，从而影响组件的透光率，从而影响组件的发电质量除了EVA本身的质量外，组件厂家的层压工艺影响也是非常大的，如EVA胶连度不达标，EVA与钢化玻璃、背板粘接强度不够，都会引起EVA提早老化，影响组件寿命。

3)电池片主要作用就是发电，发电主体市场上主流的是晶体硅太阳电池片、薄膜太阳能电池片，两者各有优劣。晶体硅太阳能电池片,设备成本相对较低，但消耗及电池片成本很高，但光电转换效率也高，在室外阳光下发电比较适宜;薄膜太阳能电池，相对设备成本较高，但消耗和电池成本 很低，但光电转化效率相对晶体硅电池片一半多点，但弱光效应非常好，在普通灯光下也能发电，如计算器上的太阳能电池。

4)EVA作用如上，主要粘结封装发电主体和背板

5) 背板 作用，密封、绝缘、防水(一般都用TPT、TPE等材质必须耐老化，大部分组件厂家都质保25年，钢化玻璃，铝合金一般都没问题，关键就在与背板和硅胶是否能达到要求。)

6)铝合金保护层压件，起一定的密封、支撑作用

7) 接线盒 保护整个发电系统，起到电流中转站的作用，如果组件短路接线盒自动断开短路电池串，防止烧坏整个系统。接线盒中最关键的是二极管的选用，根据组件内电池片的类型不同，对应的二极管也不相同

8) 硅胶 密封作用，用来密封组件与铝合金边框、组件与接线盒交界处。有些公司使用双面胶条、泡棉来替代硅胶，国内普遍使用硅胶，工艺简单，方便，易操作，而且成本很低。

太阳能电池板的使用寿命由电池片，钢化玻璃，EVA，TPT等的材质决定，一般会用好一点材料的厂家做出来的电池板使用寿命可以达到25年，但随着环境的影响，太阳能电池板的材料会随着时间的变化而老化。一般情况下用到20年功率会衰减30%，用到25年功率会衰减70%。

切片，清洗，制备绒面，周边刻蚀，去除背面PN+结，制作上下电极，制作减反射膜，烧结，测试分档等10步。

太阳能电池具体的制作工艺说明

(1) 切片:采用多线切割，将硅棒切割成正方形的硅片。

(2) 清洗:用常规的硅片清洗方法清洗，然后用酸(或碱)溶液将硅片表面切割损伤层除去30-50um。

(3) 制备绒面:用碱溶液对硅片进行各向异性腐蚀在硅片表面制备绒面。

(4) 磷扩散:采用涂布源(或液态源，或固态氮化磷片状源)进行扩散，制成PN+结，结深一般为0.3-0.5um。

(5) 周边刻蚀:扩散时在硅片周边表面形成的扩散层，会使电池上下电极短路，用掩蔽湿法腐蚀或等离子干法腐蚀去除周边扩散层。

(6) 去除背面PN+结。常用湿法腐蚀或磨片法除去背面PN+结。

(7) 制作上下电极:用真空蒸镀、化学镀镍或铝浆印刷烧结等工艺。先制作下电极，然后制作上电极。铝浆印刷是大量采用的工艺方法。

(8) 制作减反射膜:为了减少入反射损失，要在硅片表面上覆盖一层减反射膜。制作减反射膜的材料有MgF2 ，SiO2 ，Al2O3 ，SiO ，Si3N4 ，TiO2 ，Ta2O5等。工艺方法可用真空镀膜法、离子镀膜法，溅射法、印刷法、PECVD法或喷涂法等。

(9) 烧结:将电池芯片烧结于镍或铜的底板上。

(10)测试分档:按规定参数规范，测试分类。

(1)由于太阳能组件的输出功率取决于太阳辐照度和太阳能电池温度等因素，因此太阳能电池组件的测量在标准条件下(STC)进行，标准条件定义为:

大气质量AM1.5， 光照强度1000W/m2，温度25℃。

(2)开路电压:用500W的卤钨灯，0~250V的交流变压器，光强设定为3.8~4.0万LUX，灯与测试平台的距离大约为15-20CM，直接测试值为开路电压;

(3)在该条件下，太阳能电池组件所输出的最大功率称为峰值功率，在很多情况下，组件的峰值功率通常用太阳能模拟仪测定。影响太阳能电池组件输出性能的主要因素有以下几点:

1)负载阻抗

2)日照强度

3)温度

4)阴影

1、检查电池板有无破损，要做到及时发现，及时更换。

2、检查电池板连接线及地线是否接触良好，有无脱落现象。

3、检查汇流箱接线处是否有发热现象。

4、检查电池板支架有无松动和断裂现象。

5、检查清理电池板周围遮挡电池板的杂草。

6、检查电池板表面有无遮盖物。

7、检查电池板表面上的鸟粪，必要时进行清理。

8、对电池板的清洁程度进行鉴定。

9、大风天气应对电池板及支架进行重点检查。

10、大雪天应对电池板进行及时清理，避免电池板表面积雪冻冰。

11、大雨应检查所有的防水密封是否良好，有无漏水现象。

12、检查是否有动物进入电站对电池板进行破坏。

13、冰雹天气应对电池板表面进行重点检查。

14、对电池板温度进行检测，与环境温度相比较进行分析。

15、对所检查出来的问题要要及时进行处理，分析、总结。

16、对每次检查要做详细的记录，以便于以后的分析。

17、做分析总结记录并归档。

美国伦斯勒理工学院研究人员2008年开发出一种新型涂层，将其覆盖在太阳能电池板上能使后者的阳光吸收率提高到96.2%，而普通太阳能电池板的阳光吸收率仅为70%左右。

新涂层主要解决了两个技术难题，一是帮助太阳能电池板吸收几乎全部的太阳光谱，二是使太阳能电池板吸收来自更大角度的太阳光，从而提高了太阳能电池板吸收太阳光的效率。

普通太阳能电池板通常只能吸收部分太阳光谱，而且通常只在吸收直射的太阳光时工作效率较高，因此很多太阳能装置都配备自动调整系统，以保证太阳能电池板始终与太阳保持最有利于吸收能量的角度。

2013年2月18日，日本一个研究小组却以木浆为原料，研发出一种新型太阳能电池板，这种"纸糊的"太阳能电池环保、廉价且超薄可弯曲，将来可能大有用武之地。

为了保证透光率，通常太阳能电池板使用透明的玻璃或塑料。大阪大学产业科学研究所副教授能木雅也率领的研究小组以木浆中的植物纤维为原料，通过压缩加工，成功研发出厚度仅有15纳米的透明材料，并以此为基板，将光电转换有机材料和配线用压力嵌入，从而制成纸质太阳能电池。

据称，"纸糊的"太阳能电池光电转换效率只有3%，远不及一般发电用太阳能电池10%至20%的转换率，但和玻璃基板太阳能电池差不多，而且便携易用，制造简单，成本极低，开发者希望几年后能实用。

柔性太阳能电池板是世界太阳能产业的新兴技术产品，它是由树脂包封的无定形硅作为主要光电元件层平铺在柔性材料制成的底板上制成的太阳能电池板。 特点是:可弯曲折叠，便于携带。但转换效率稍低于普通的硬性太阳能电池板。

绿光公司表示，他们研制的彩色太阳能电池板能够在不集中吸收热量的情况下，吸收可见光以及紫外光。如果在吸收热量的情况下，会降低太阳能电池板的工作效率。绿光公司还称，其研制的彩色太阳能电池板只需20%的硅材料，并且能够达到最高20%的转换率，是目前市场上供应的普通太阳能电池板转换效率的两倍。

原因

英国《经济学家》杂志表示，绿光公司研制的彩色太阳能电池板转换效率高，原因在于其电池板边缘材料的不同。该杂志表示:"传统的太阳能电池板首先由原材料制成薄片形状，然后再在上面覆盖上玻璃平板;而绿光公司生产的彩色太阳能电池板，只在玻璃平板的边缘部分才覆盖有细条形状的硅材质。这种做法能够使照射到玻璃表面的太阳光扩散到电池板的边缘部分，硅材料也能够将这部分光能转换成电能。"

报道还称，绿光公司是通过在玻璃平板上覆盖一层染料和某种纳米金属混合物来达到这一目的的，不过该公司不愿透露这种金属的属性。