比较常见光伏电池的种类对比各自优缺点

发布网友 发布时间：2022-04-21 02:28

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热心网友 时间：2022-05-18 11:00

常见的光伏电池的种类以及它的优缺点我详细介绍一下。一、单晶硅太阳能电池
单晶硅太阳能电池的结构主要包括正面梳状电极、减反射膜、N型层、PN结、P型层、背面电极等。单晶硅太阳能电池广泛用于空间和地面，这种太阳能电池以高纯的单晶硅棒为原料。将单晶硅棒切成片，经过一系列的半导体工艺形成PN结。然后采用丝网印刷法做成栅线，经过烧结工艺制成背电极，单晶硅太阳能电池的单体片就制成了。单体片即可按所需要的规格用串联和并联的方法组装成太阳能电池组件(太阳能电池板)，构成一定的输出电压和电流。最后用框架进行封装，将太阳能电池组件组成各种大小不同的太阳能电池阵列。目前单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右，实验室成果也有20%以上的。
二、多晶硅太阳能电池
多晶硅薄膜太阳电池是将多晶硅薄膜生长在低成本的衬底材料上，用相对薄的晶体硅层 作为太阳电池的激活层，不仅保持了晶体硅太阳电池的高性能和稳定性，而且材料的用量大幅度下降，明显地降低了电池成本。多晶硅薄膜太阳电池的工作原理与其它太阳电池一样，是基于太阳光与半导体材料的作用而形成光伏效应。太阳能电池使用的多晶硅材料多半是含有大量单晶颗粒的集合体，或用废次单晶硅料和冶金级硅材料熔化，然后注入石墨铸模中，即得多晶硅锭。这种硅锭铸成立方体，以便切片加工成方形电池片。多晶硅太阳能电池板的制作工艺与单晶硅太阳能电池板差不多，其光电转换效率约12%左右，稍低于单晶硅太阳能电池，但是材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。
三、非晶硅太阳能电池
非晶硅太阳能电池由透明氧化物薄膜(TCO)层、非晶硅薄膜P-I-N层(I层为本征吸收层)、背电极金属薄膜层组成，基底可以是铝合金、不锈钢、特种塑料等。它与单晶硅和多晶硅太阳能电池的制作方法完全不同，硅材料消耗很少，电耗更低。制造方法有多种，最常见的是用辉光放电法得到N型或P型的非晶硅膜。衬底材料一般用玻璃或不锈钢板。非晶硅太阳能电池很薄，可以制成叠层式，或采用集成电路的方法制造，可一次制作多个串联电池，以获得较高的电压。目前非晶硅太阳能电池光电转换效率偏低，国际先进水平为10%左右。
四、多元化合物太阳能电池
硫化镉、碲化镉多晶薄膜电池的效率较非晶硅薄膜太阳能电池效率高，成本较单晶硅电池低，在广泛深入的应用研究基础上，国际上许多国家的碲化镉薄膜太阳电池已由实验室研究阶段开始走向规模工业化生产。
1、硫化镉太阳能电池：虽然光电效率已提高到9%，但是仍无法与多晶硅太阳能电池竞争。与非晶硅薄膜电池相比，制造工艺比较简单。
2、砷化镓太阳能电池：砷化镓与太阳光谱的匹配较适合，且能耐高温，在250℃的条件下，光电转换性能仍很良好，其最高光电转换效率约30%，特别适合做高温聚光太阳能电池。由于镓比较稀缺，砷有毒，制造成本高，此种太阳能电池的发展受到影响。
3、铜铟硒太阳能电池：以铜、铟、硒三元化合物半导体为基本材料制成的太阳能电池。它是一种多晶薄膜结构，材料消耗少，成本低，性能稳定，光电转换效率在10%以上。因此是一种可与非晶硅薄膜太阳能电池相竞争的新型太阳能电池。
五、纳米晶体化学太阳能电池
染料敏化纳米晶体太阳能电池(DSSCs)主要包括镀有透明导电膜的玻璃基底，染料敏化的半导体材料、对电极以及电解质等几部分。其阳极为染料敏化半导体薄膜(TiO2膜)，阴极为镀铂的导电玻璃。纳米晶体TiO2太阳能电池的优点在于它廉价的成本和简单的工艺及稳定的性能。其光电效率稳定在10%以上，制作成本仅为硅太阳电池的1/5～1/10，.寿命能达到20年以上。
六、叠层太阳能电池
叠层电池使得电池的性能可以得到叠加。太阳能电池的薄层化使其可以做得更薄，因此器件的叠层也变得更为现实可行。叠层电池可以是同种器件的叠层，也可以是异类器件的叠层。每一个叠层单元，由于感光部分的光响应性能不同，可分别吸收利用不同波段的太阳光。经过叠层，太阳光可以在全波段上都受到较好的吸收;同时由于器件之间的耦合效应，整体的光能转换效率可以达到更高水平。
七、柔性太阳能电池
柔性太阳能电池板采用高晶硅材料制成，并用高强度、透光性能强的太阳能专用钢化玻璃以及高性能、耐紫外线辐射的专用密封材料层压制而成，有能抗冰雪、抗震、防压等多种优点，即使在温度剧变的恶劣条件下也能正常使用，。所以柔性电池能用在平板类太阳能电池难以胜任的许多领域，例如太阳能汽车、飞机、飞艇、建筑、纺织品、帐篷、服装、头盔，玩具等特殊曲面上。

热心网友 时间：2022-05-18 11:01

集中式逆变器

　　集中式逆变器顾名思义是将光伏组件产生的直流电汇总转变为交流电后进行升压、并网。因此，光伏逆变器的功率都相对较大。光伏电站中一般采用500kW以上的集中式逆变器。

　　集中式逆变器的优点：
　　(1)功率大，数量少，便于管理；元器件少，稳定性好，便于维护；
　　(2)谐波含量少，电能质量高；保护功能齐全，安全性高；
　　(3)有功率因素调节功能和低电压穿越功能，电网调节性好。

　　集中式逆变器的缺点：
　　(1)集中式逆变器MPPT电压范围较窄，不能监控到每一路组件的运行情况，因此不可能使每一路组件都处于最佳工作点，组件配置不灵活；
　　(2)集中式逆变器占地面积大，需要专用的机房，安装不灵活；
　　(3)自身耗电以及机房通风散热耗电量大。

　　二、组串式逆变器

　　组串式逆变器顾名思义是将光伏组件产生的直流电直接转变为交流电汇总后升压、并网。因此，光伏逆变器的功率都相对较小。光伏电站中一般采用50kW以下的组串式逆变器。

　　组串式逆变器的优点：
　　(1)不受组串间模块差异，和阴影遮挡的影响，同时减少光伏电池组件最佳工作点与逆变器不匹配的情况，最大程度增加了发电量；
　　(2)MPPT电压范围宽，组件配置更加灵活；在阴雨天，雾气多的部区，发电时间长；
　　(3)体积较小，占地面积小，无需专用机房，安装灵活；
　　(4)自耗电低、故障影响小。

　　组串式逆变器的缺点：
　　(1)功率器件电气间隙小，不适合高海拔地区；元器件较多，集成在一起，稳定性稍差；
　　(2)户外型安装，风吹日晒很容易导致外壳和散热片老化；
　　(3)光伏逆变器数量多，总故障率会升高，系统监控难度大；
　　(4)不带隔离变压器设计，电气安全性稍差，不适合薄膜组件负极接地系统。

　　三、集散式逆变器

　　集散式逆变器是近两年来新提出的一种逆变器形式，其主要特点是“集中逆变”和“分散MPPT跟踪”。集散式逆变器是聚集了集中式逆变器和组串式逆变器两种逆变器优点的产物，达到了“集中式逆变器的低成本，组串式逆变器的高发电量”。

　　集散式逆变器的优点：
　　(1)与集中式对比，“分散MPPT跟踪”减小了失配的几率，提升了发电量；
　　(2)与集中式及组串式对比，集散式逆变器具有升压功能，降低了线损；
　　(3)与组串式对比，“集中逆变”在建设成本方面更具优势。

　　集散式逆变器的缺点：
　　(1)工程经验少。由于是近两年来新提出的形式。在工程项目方面的应用毕竟还是少数；
　　(2)安全性、稳定性以及高发电量等特性还需要经历工程项目的检验；
　　(3)因为采用“集中逆变”，因此，占地面积大，需专用机房的缺点也存在于集散式逆变器中。

热心网友 时间：2022-05-18 11:01

太阳能电池发电是根据特定材料的光电性质制成的。黑体(如太阳)辐射出不同波长(对应于不同频率)的电磁波， 如红外线、紫外线、可见光等等。当这些射线照射在不同导体或半导体上，光子与导体或半导体中的自由电子作用产生电流。射线的波长越短，频率越高，所具有的能量就越高，例如紫外线所具有的能量要远远高于红外线。但是并非所有波长的射线的能量都能转化为电能，值得注意的是光伏效应于射线的强度大小无关，只有频率达到或超越可产生光伏效应的阈值时，电流才能产生。能够使半导体产生光伏效应的光的最大波长同该半导体的禁带宽度相关，譬如晶体硅的禁带宽度在室温下约为1.155eV，因此必须波长小于1100nm的光线才可以使晶体硅产生光伏效应。 太阳电池发电是一种可再生的环保发电方式，发电过程中不会产生二氧化碳等温室气体，不会对环境造成污染。按照制作材料分为硅基半导体电池、CdTe薄膜电池、CIGS薄膜电池、染料敏化薄膜电池、有机材料电池等。其中硅电池又分为单晶电池、多晶电池和无定形硅薄膜电池等。对于太阳电池来说最重要的参数是转换效率，在实验室所研发的硅基太阳能电池中，单晶硅电池效率为25.0%，多晶硅电池效率为20.4%，CIGS薄膜电池效率达19.6%，CdTe薄膜电池效率达16.7%，非晶硅（无定形硅）薄膜电池的效率为10.1%

热心网友 时间：2022-05-18 11:02

光伏逆变器作为光伏发电的重要组成部分，主要的作用是将光伏组件发出的直流电转变成交流电。目前，市面上常见的光伏逆变器主要分为集中式逆变器与组串式逆变器，还有新潮的集散式逆变器。今天，小编就针对三种光伏逆变器来谈一谈各自优缺点吧。

　　一、集中式逆变器

　　集中式逆变器顾名思义是将光伏组件产生的直流电汇总转变为交流电后进行升压、并网。因此，光伏逆变器的功率都相对较大。光伏电站中一般采用500kW以上的集中式逆变器。

　　集中式逆变器的优点：
　　(1)功率大，数量少，便于管理；元器件少，稳定性好，便于维护；
　　(2)谐波含量少，电能质量高；保护功能齐全，安全性高；
　　(3)有功率因素调节功能和低电压穿越功能，电网调节性好。

　　集中式逆变器的缺点：
　　(1)集中式逆变器MPPT电压范围较窄，不能监控到每一路组件的运行情况，因此不可能使每一路组件都处于最佳工作点，组件配置不灵活；
　　(2)集中式逆变器占地面积大，需要专用的机房，安装不灵活；
　　(3)自身耗电以及机房通风散热耗电量大。

　　二、组串式逆变器

　　组串式逆变器顾名思义是将光伏组件产生的直流电直接转变为交流电汇总后升压、并网。因此，光伏逆变器的功率都相对较小。光伏电站中一般采用50kW以下的组串式逆变器。

　　组串式逆变器的优点：
　　(1)不受组串间模块差异，和阴影遮挡的影响，同时减少光伏电池组件最佳工作点与逆变器不匹配的情况，最大程度增加了发电量；
　　(2)MPPT电压范围宽，组件配置更加灵活；在阴雨天，雾气多的部区，发电时间长；
　　(3)体积较小，占地面积小，无需专用机房，安装灵活；
　　(4)自耗电低、故障影响小。

　　组串式逆变器的缺点：
　　(1)功率器件电气间隙小，不适合高海拔地区；元器件较多，集成在一起，稳定性稍差；
　　(2)户外型安装，风吹日晒很容易导致外壳和散热片老化；
　　(3)光伏逆变器数量多，总故障率会升高，系统监控难度大；
　　(4)不带隔离变压器设计，电气安全性稍差，不适合薄膜组件负极接地系统。

　　三、集散式逆变器

　　集散式逆变器是近两年来新提出的一种逆变器形式，其主要特点是“集中逆变”和“分散MPPT跟踪”。集散式逆变器是聚集了集中式逆变器和组串式逆变器两种逆变器优点的产物，达到了“集中式逆变器的低成本，组串式逆变器的高发电量”。

　　集散式逆变器的优点：
　　(1)与集中式对比，“分散MPPT跟踪”减小了失配的几率，提升了发电量；
　　(2)与集中式及组串式对比，集散式逆变器具有升压功能，降低了线损；
　　(3)与组串式对比，“集中逆变”在建设成本方面更具优势。

　　集散式逆变器的缺点：
　　(1)工程经验少。由于是近两年来新提出的形式。在工程项目方面的应用毕竟还是少数；
　　(2)安全性、稳定性以及高发电量等特性还需要经历工程项目的检验；
　　(3)因为采用“集中逆变”，因此，占地面积大，需专用机房的缺点也存在于集散式逆变器中。

　　上述就是光伏逆变器分类及其不同光伏逆变器类型的优缺点介绍，不同类型的光伏逆变器所适用的场合都不同，所以，在选择光伏逆变器时，需结合实际情况来进行选择。