1．什么是太阳能？太阳是一个炙热的气态球体，它表面温度约为6000摄氏度。她不断向宇宙空间发射电磁波，包括紫外线、可见光和红外线等，所谓太阳能实际上就是指太阳的辐射能量。其主要能量集中在0.3μ~3.0μ（微米）的波段，因此太阳辐射为“短波辐射”。到达地表水平面上的太阳辐射包括直接辐射和散射辐射两部分。

　　2．太阳能量有多大？太阳辐射的能量是巨大的，到达地球表面的太阳能总功率为1.7x1017瓦，相当于全世界发电量的几十万倍。另外有一个术语叫太阳常数，指的是：日地平均距离时，地球大气层上界垂直于太阳光线表面的单位面积上，单位时间所接受到的太阳辐射通量，国际通用标准为1353瓦/米2。那么太阳辐射穿过大气层时，受到空气分子、水蒸气和灰尘的散射和吸收，会显著衰减。对于某一地区来讲，一年总会有一天，当天空情况极为良好的时候，所接受到的太阳辐射能量最接近太阳常数，但这一天并不一定是夏天。不同地区差异很大，各地气象单位一般都有当地一年的太阳辐射观测数据。3．一平方米太阳能热水器能节约多少能源？减少多少大气污染？以北京为例，每平方米采光面积太阳能热水器，每年可节约标煤120kg，二氧化碳216kg。

　　由于太阳能的主要能量是集中在0.3~3.0μ（微米）的波段，五十年代末，以色列科学家Tabor提出了光谱选择性吸收理论。他要求吸收部件表面在0.3μ~2.5μ太阳光谱内具有较高吸收率（α），同时在2.5μ~5.0μ红外光谱范围内保持尽可能地的热发散率（ε），换句话说就是使吸收表面最大限度的吸收太阳辐射的同时尽可能减小其辐射热损。这种表面涂层就是所谓选择性吸收涂层。显而易见，涂层的两个重要参数α、ε对提高集热器的热效率起着至关重要的作用。在1981~1983年间，桑普研制成功了铝阳极化电解着色选择性吸收涂层，太阳吸收率为α=0.92~0.96、发射率ε=0.10~0.20。1986~1988年研制成功黑钴选择性吸收涂层。该涂层具有良好的光谱选择性(α=0.92~0.96ε=0.06~0.08)，适合应用在工作温度较高的真空集热管上。采用该涂层生产φ65热管式真空集热管，其性能已达到荷兰菲利普公司同类产品的水平。

　　太阳能热水器都是靠集热器部分吸收太阳辐射，集热器表面上的吸收膜层完成光热转换过程，通过热传导和对流，将热量传导给水箱中的水，从而把储水箱中的冷水加热成热水。

　　影响热水器工作的因素只有两个方面：吸热和散热。热水器研究的目的就是要最大限度的增加吸热效果和减少热损失。在镇大吸热效果方面，主要是尽可能的增大集热器的有效吸热面积、提高太阳吸收膜的光热转换效率、提高热传导和对流的船热效率。直接接受太阳辐射的集热器面积越大效果越好。采用高效的巨光反射板，也是增大吸热面积的有效手段。对于太阳吸收膜来讲，目前的吸收率都在93%以上，即使增加1~2个百分点在实际使用时的影响是感觉不到的。采用金属传热和使用热管传热是目前提高传热效率的最有效手段。在减少热损失方面，主要是要减少集热器和水箱两部分损失。太阳吸收膜的发射率是衡量集热部件辐射散热的指标，目前的太阳吸收膜的发射率都在8%一下，再低也不存在什么实际意义。采用真空技术可以最大限度的减少集热器的对流热损失，但吸热体在真空环境里才是最有效的。对于减小水箱的热损失来讲，就是看保温效果。目前最好的保温材料是聚氨酯发泡，厚度应该在45mm~55mm之间，太厚了还可能有反作用，尽量减少水箱开口数量和面积也同样重要。

　　目前市场上常见的太阳能热水器有两大类：平板型和真空管型。平板型的最大优点就是集热面积大，性能稳定，寿命长。缺点是没有真空保护冬季散热比真空管大。常见于南方地区和单位集体工程使用，也是北方三季使用的理想产品，在欧洲家庭仍然是使用最多的产品，但多使用分体双回路系统。真空管型又分为全玻璃真空管和热管式真空

　　管两种。全玻璃管是目前国内使用最多的家用热水产品，其价格低廉、真空绝热、安装方便，使普通家庭使用的理想产品。缺点就是管子里要走水而带来的不能成鸭、上水时间有限制、结水垢及真空管内存水的卫生问题。全玻璃管热水器只能落水使用，因此对住在楼房顶层、次顶层、底层别墅的用户来讲，并不适用。再有，由于全玻璃管单管吸热面积小，因此，只能靠反射板来增大吸收面积，那么热水器整机反射板面积占的比例较大。随时间推移，反射效果下降，效果越来越差。热管式真空管的优点是单管吸热面积大，管内部走水、启动快、不怕冻。那么热水器整机具有直接吸收面积大、热效率稳定、不结垢、不会冻损等优点。但他的最大优势还在于承压！对于住在楼房顶层、次顶层、底层别墅的用户尤为适用。不仅可以放置在屋顶，只要能充分接受阳光的地点都可以安装，而不影响食用效果。是国家大力提倡的新一代及建筑结合得太阳能热水器旗舰产品，也是我国出口欧美及东南亚最多的产品。它的缺点是目前价位较高，还难以进入普通百姓家庭，在国内大城市，只有部分小康家庭有能力消费这种高档产品。4．落水式热水器和承压式热水器的工作原理怎样？

　　目前市场上的热水器只有两种：承压式和落水式，什么叫承压式？什么落水式？顾名思义，落水指的是水箱里的水靠自然落差流下来，提供给用户使用；承压式指的是热水器整体可以承受最大自来水压力，也就是水箱里的热水是靠自来水压力定出来的。他们之间有什么区别吗？平时大家常说的自来水压力是1公斤（1kgf/cm2）或3公斤什么

　　的，这是什么意思呢？实际上公斤的意识就是10米高的水柱产生的压力，几公斤就是几十米高的水柱压力。请注意：是高出你所在位置的水柱高度，而不是从地面算起。1公斤=10米水柱的压力。如果您家住在楼房顶层，在楼层高度都是2.8米，太阳能热水器的高度最高也就是两米，喷头一半装在离地2米的地方，那么顶层热水器用户热水的水柱高度=2米+（2.8-2）米=2.8米，压力只有0.28米！再加上管路阻力，所剩无几了！这样住顶层的用户的太阳能热水器的出水就像毛毛细雨很不舒服。而且每次用光热水后还要重新上水。承压式热水器自来水一直顶着，开热水龙头就出热水，用完了关闭阀门即可，水箱里一直是满的。目前顶层的自来水压力都在2公斤以上，在这么大压力下顶出的热水，冲在身上，绝对有“黄河之水天上来”的感觉。难怪桑普的“双能源”热水器用户说：用你们的产品，在洗澡时有禁不住要唱歌的感觉，棒极了！这就是为什么在北京大量用户都选用最高档的“双能源”产品，而低档的落水式滞销的关键所在。“双能源”是靠金属密封的，耐压能力在8公斤以上，承压没问题。全玻璃真空管靠橡胶密封，只能落水使用。

　　5．是不是太阳能热水器的水温越高，性能越好？太阳能热水器的水温是可以设计的。太阳能热水器是一种将光能转化成热能的装置。无疑，光热转换的能力是测评一台太阳能热水器热性能的硬指标。但是，这种光热转换的能力大小是及热水器的产水温度无关的。这里面存在一个太阳能集热器的采光面积和水箱容水量的配比问题。对一台热水器来讲，采光面积（集热器面积）是一定的，它的最大集热能力就是

　　一定的了。这时，如果水箱里的水容量不一样，那么势必水量少的水温会高一些。这就是为什么同样支数的太阳能热水器水箱外表也基本相同，而水温有高有低的原因所在。实际上集热器上得到的能量是一样的，只不过有不同的表现形式而已，你得到了温度却损失了热水产量。很多厂家打高温的牌，让消费者认为是热性能好，李鬼打赢了李逵，其实是不对的。但是，较高的产水温度却有致命的负面作用。首先，高温必然产生水垢，对全玻璃真空管来讲，因为管子式和水箱连通的，所以，水垢会大面积沉积在管子的底部和附着在管子壁面上，必然影响真空管的转换效率。这就是为什么很多全玻璃管热水器使用效果衰减很快的原因。等量三年后不能用了，可能你已经找不到人了。其次，热水器在高温状态下工作，转换效率是很低的。经热工计算，它能得到的总能量反而是低的。解决水温高产生的水垢问题是太阳能行业的世界难题，欧洲国家之所以大多数都采用分体式、二次贿赂，就是有效的避免了这个问题。但考虑到我们国家的消费能力有限，目前仅仅是少数人有能力接受这种形式的太阳能热水器。真正对消费者负责的厂家都不会将热水器的出水温度设计过高，以保护消费者长期的使用利益。为了解决可能出现的冬季或阴雨天气不热的问题，可以选择电加热辅助装置，但要注意一定要选择有国家3C认证的产品才有安全保证。

　　6．发达国家如何使用太阳能热水器？在欧洲家庭使用的太阳能热水器装置，通常都是分体式二次回路的。集热器以平板型和热管式真空管居多。水箱都是承压水箱，内部有热交换器；水箱和集热器之间有

　　管路连接，内部走防冻液；整个装置的运行依靠外设控制，可以控制水箱内温度、系统循环、辅助加热温度等等多项指标。水箱容量大的还可以带室内暖气，都是全自动控制的。辅助能源有电的，还有燃油的、燃气的。这样的热水器才算是真正的家庭供热中心，它一方面可以完全保证一个家庭全年热量需求，另一方面非常可靠，完全避免了常规热水器的出水太小、操作复杂、集热器结垢、管路防冻等顽症。而且，整体外观非常协调和美观，也是我们今后太阳能热水器的发展方向。

　　太阳能知识 剩下约1 .5X10 A17千瓦.小时，数值约为美国1 9 7 8年所消费能6 0 0 0倍。未被吸收或散射而能够直达地表的太阳幅射能称为「直接」幅射能；而被散射的幅射能，则称为「漫射」 （diffuse）幅射能，地表上各点的总太阳幅射能即为直接和漫射幅射能二者的总和。 太阳能热利用 （一）太阳能集热器 太阳能热水器装置通常包括太阳能集热器、储水箱、管道及抽水泵其他部件。另外在冬天需要热交换器和膨胀槽以及发电装置以备电厂不能供电之需。 太阳能集热器（solar collector）在太阳能热系统中，接受太阳辐射并向传热工质传递热量的装 置。按传热工质可分为液体集热器和空气集热器.按采光方式可分为聚光型和聚光型集热器两种。 另外还有一种真空集热器一个好的太阳能集热器应该能用20-30年。自从大约1980年 以来所制作的集热器更应维持40-50年且很少进行维修。 （二）太阳能热水系统 早期最广泛的太阳能应用即用于将水加热，现今全世界已有数百万太阳能热水装置。太阳能热水系统主要元件包括收集器、储存装置及循环管路三部分。此外，可能还有辅助的能源装置（如 电热器等）以供应无日照时使用，另外尚可能有强制循环用的水，以控制水位或控制电动部份或 温度的装置以及接到负载的管路等。因此，除大型热水系统或需要较高水温的情形，才强制循环 式

　　1. 太阳能热水器 太阳能热利用是可再生能源技术领域商业化程度最高、推广应用最普遍的技术之一。1998 年世界太阳能热水器的总保有量约5400 万平方米。按照人均使用太阳能热水器面积，塞浦路斯和以色列居世界一、二位，分别为1平方米/人和0. 7平方米/人。日本有20%的家庭使用太阳能 热水器，以色列有80％的家庭使用太阳能热水器。 20 多年来，太阳能热水器在我国得到了快速发展和推广应用。70年代后期开始开发家用热水器。目前全国有500多个热水器生产厂家，1998 年的产量约400 万平方米，总安装量约1400 万平方 米，产量占世界第一位。我国太阳能热水器平均每平方米每年可节约100 150公斤标准煤。 80年代后期，我国开始研制高性能的真空管集热器。清华大学开发的全玻璃真空管集热器结构 简单，类似拉长的暖水瓶，内管外表面上选择性吸收涂层是其关键技术。全玻璃真空管集热器已 经实现了产业化，目前全国有60多个全玻璃真空管集热器生产厂，年产300 多万只线年代初，北京市太阳能研究所相继在我国政府、UNDP支持下，并与德国合作研 制成功热管式线年与德国DASA公司合资建立了热管式真空管集热器生产厂， 实现了规模化生产，1998 年生产了11 万只真空管，产品销往国内外。 目前在市场上占主导地位的太阳能热水器主要有平板型和真空管型两种。平板型太阳能热水器国 内市场份额约65%；真空管热水器分全玻璃和热管式两种，国内市场份额约35%。目前太阳能 热水器主要用于家庭，其次是厂矿、机关、公共场所等。 我国的太阳能热水器工业逐步走向成熟，除了技术不断改进、产品质量不断提高外，几种热水 器的国家标准已经颁布并开始实施。如《平板热水器热性能评价实验方法) (GB4271-84 )、《平 板热水器产品技术指标)( GB6424--86 )、《家用热水器热性能实验方法)( GB12915 一91)、全玻璃真空管集热器) (GB/T17049--1997 )等。但同时应当看到，我国太阳能热水器市场还远 没有开发出来，热水器的户用比例只有3%，与日本的20%和以色列的80%相比相差甚远，因此中国的市场容量还非常巨大。 2．太阳能空调降温。 就世界范围而言，太阳能制冷及在空调降温上应用还处在示范阶段，其商业化程度远不如热水器 那样高，主要问题是成本高。但对于缺电和无电地区，同建筑结合起来考虑，市场潜力还是很大的。我国九五期间，太阳能空调降温示范工程列入国家技术攻关项目，广州能源所和北京市 太阳能研究所分别进行平板集热器和真空管集热器的示范工程。西北工业大学对除潮降温系统进 行了基础性的研究工作，研究工作重点是寻找高效吸收和蒸发材料，优化系统热特性，建立数学模型和计算机程序，研究新型制冷循环等。实验室建立了除潮系统的样机和使用条件。 3．太阳能热发电太阳能热发电是利用集热器将太阳辐射能转换成热能并通过热力循环过程进行发电，是太阳能 热利用的重要方面。80年代以来美、欧、澳等国相继建立起不同型式的示范装置，促进了热发电技术的发展。世界现有的太阳能热发电系统大致有三类：槽式线聚焦系统、塔式系统和碟式系统。

　　太阳能电池板的生产工艺流程 太阳能电池板的生产工艺流程 封装是太阳能电池生产中的关键步骤，没有良好的封装工艺，多好的电池也生产不出好的太阳能电池板。电池的封装不仅可以使电池的寿命得到保证，而且还增强了电池的抗击强度。产品的高质量和高寿命是赢得客户满意的关键，所以太阳能电池板的封装质量非常重要。 (1)流程 电池检测——正面焊接——检验——背面串接——检验——敷设(玻璃清洗、材料切割、玻璃预处理、敷设)——层压——去毛边(去边、清洗)——装边框(涂胶、装角键、冲孔、装框、擦洗余胶)——焊接接线盒——高压测试——组件测试——外观检验——包装入库。 (2)组件高效和高寿命的保证措施 高转换效率、高质量的电池片；高质量的原材料，例如，高的交联度的EVA、高黏结强度的封装剂(中性硅酮树脂胶)、高透光率高强度的钢化玻璃等； 合理的封装工艺，严谨的工作作风， 由于太阳电池属于高科技产品，生产过程中一些细节问题，如应该戴手套而不戴、应该均匀地涂刷试剂却潦草完事等都会严重地影响产品质量，所以除了制定合理的工艺外，员工的认真和严谨是非常重要的。 (3)太阳能电池组装工艺简介 ①电池测试：由于电池片制作条件的随机性，生产出来的电池性能不尽相同，所以为了有效地将性能一致或相近的电池组合在一起，所以应根据其性能参数进行分类；电池测试即通过测试电池的输出参数(电流和电压)的大小对其进行分类。以提高电池的利用率，做出质量合格的太阳能电池组件。如果把一片或者几片低功率的电池片装在太阳电池单体中，将会使整个组件的输出功率降低。因此，为了最大限度地降低电池串并联的损失，必须将性能相近的单体电池组合成组件。 ②焊接：一般将6～12个太阳能电池串联起来形成太阳能电池串。传统上，一般采用银扁线构成电池的接头，然后利用点焊或焊接(用红外灯，利用红外线的热效应)等方法连接起来。现在一般使用60％的Sn、38％的Pb、2％的Ag 电镀后的铜扁丝(厚度约为100～200μm)。接头需要经过火烧、红外、热风、激

　　有机太阳能电池简介 随着社会的发展，能源危机在近几十年变得越来越突出，传统的化石能源有着随时枯竭的危险，同时化石能源的使用造成的环境污染也越来越突出。在此背景之下，寻找可代替的新能源成为当下研究的热点，而在众多备选的替代者中，太阳能电池由于其清洁性，可持续性等优点得到了大量的关注。 在1954年贝尔实验室制作了光电转化效率达6%的太阳能电池,标志着商业化太阳能电池研究的开始。到20世纪70年代,用于卫星的半导体硅太阳能的光电转化效率已达到15%～20%。但硅系列太阳能电池材料纯度要求很高且制作工艺复杂,因此成本高,难以大规模生产。类型半导体材料的太阳能电池因存在材料来源及工艺等问题也同样难以得到推广。而有机太阳能电池以其材料来源广泛、制作成本低、耗能少、可弯曲、易于大规模生产等突出优势显示了其巨大开发潜力,成为近十几年来国内外各高校及科研单位研究的热点。但有机太阳能电池从其诞生以来，一直面临着效率低下的问题，至今为止，在实验室内的效率才刚刚突破10%，与硅太阳能电池相距甚远，因此提高电池效率是有机太阳能电池的主要研究方向。 一．有机太阳能电池原理及构造 1有机太阳能电池的光生电原理 对于一个有机OPV(有机太阳能电池)，其基本原理就是利用光电材料的光生伏特效应产生电流，其基本的物理过程如图一所示。不同于无机材料能直接吸收光子产生自由电子，有机光敏材料在吸收光子之后会产生一个激子对，即电子空穴对，必须使激子解离之后才能形成光电流。而解离产生的电子必须到达电极才能对器件的光电流产生贡献。也就是说，产生光电流需要经过吸收光子，产生激子，激子解离扩散，电极收集这些过程，这一过程相比较无机材料要困难的多，这也造成OPV的光电转化效率一直不高。

　　太阳电池及其应用技术讲座(一 半导体基础知识 谢 建,马勇刚,廖 华,苏庆益,李景天,杨丽娟 (云南师范大学太阳能研究所,云南昆明650092 中图分类号:TM615文献标志码:B 文章编号:1617-5292(200701-0102-04 1硅晶体半导体的导电能力介于导体和绝缘体之 间,电阻率大约为10-5~107Ω?cm ,硅、锗、砷化镓和硫化镉等材料都是半导体。半导体材料的电阻率随着温度的升高和辐照强度的增大而减小;在半导体中加入微量的杂质(称为掺杂,对其导电性质有决定性的影响。这是半导体材料的重要特性。 硅是最常见和应用最广的半导体材料,硅的原子序数为14,它的原子核外有14个电子,这些电子围绕着原子核作层状的分布运动,第一层2个,第二层8个,还剩4个排在最外层,称为价电子,硅的物理化学性质主要由它们决定。 硅晶体和所有的晶体一样,都是由原子(或离子、分子在空间按一定规则排列而成。这种对称的、有规则的排列叫做晶体的晶格。 一块晶体如果从头到尾都按一种方向重复排列,即长程有序,就称其为单晶体。在硅的晶体中,每个硅原子近邻有4个硅原子,每2个相邻原子之间有一对电子,它们与2个相邻原子核都有相互作用,称为共价键。正是靠共价键的作用,使硅原子紧紧结合在一起,构成了晶体。 由许多小颗粒单晶杂乱地排列在一起的固体称为多晶体。

　　非晶体没有上述特征,但仍保留了相互间的结合形式,1个硅原子仍有4个共价键,短程看是有序的,长程是无序的,这样的材料称为非晶体。 2掺杂半导体 实际使用的半导体都掺有少量的某种杂质, 这里所指的“杂质”是有选择的。 如果在纯净的硅中掺入少量的五价元素磷,这些磷原子在晶格中取代硅原子,并用它的4个价电子与相邻的硅原子进行共价结合。磷有5个价电子,用去4个还剩1个,这个多余的价电子虽然没有被束缚在价键里面,但仍受到磷原子核的正电荷的吸引。不过,这种吸引力很弱,只要很少的能量就可以使它脱离磷原子到晶体内成为自由电子,从而产生电子导电运动。同时,磷原子缺少1个电子而变成带正电的磷离子。由于磷原子在晶体中起着施放电子的作用,所以把磷等五价元素叫做施主型杂质(或叫n 型杂质。在掺有五价元素(即施主型杂质的半导体中,电子的数目远远大于空穴的数目,半导体的导电主要是由电子来决定,导电方向与电场方向相反,这样的半导体叫做电子型半导体或n 型半导体。 如果在纯净的硅中掺入少量的三价元素硼,它的原子只有3个价电子,当硼和相邻的4个硅原子作共价结合时,还缺少1个电子,要从其中1个硅原子的价键中获取1个电子填补,这样就在硅中产生了一个空穴,硼原子接受了一个电子而成为带负电的硼离子。硼原子在晶体中起着接受电子而产生空穴的作用,所以叫做受主型杂质(或叫p 型杂质。在含有三价元素(即受主型杂质的半导体中,空穴的数目远远超过电子的数目,半导 收稿日期:2007-01-15。作者简介:谢建(1955-,男,云南剑川人,教授,硕士研究生导师,从事可再生能源技术研究和教学工作。E-mail :://可再生能源 Renewable Energy Resources

　　太阳能光伏发电必须掌握的基础知识 1、太阳能光伏系统的组成和原理 太阳能光伏系统由以下三部分组成： 太阳电池组件；充、放电、逆变器、测试仪表和计算机监控等电力电子设备和蓄电池或蓄能和辅助发电设备。 太阳能光伏系统具有以下的特点： -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； -xx 简单，维护费用低； -运行可靠性、稳定性好； -作为关键部件的太阳电池使用寿命长，晶体硅太阳电池寿命可达到25 年以上；根据需要很容易扩大发电规模。 光伏系统应用非常广泛，光伏系统应用的基本形式可分为两大类： 独立发电系统和并网发电系统。应用主要领域主要在太空航空器、通信系统、微波中继站、电视差转台、光伏水泵和无电缺电地区户用供电。随着技术发展和世界经济可持续发展的需要，发达国家已经开始有计划地推广城市光伏并网发电，主要是建设户用屋顶光伏发电系统和MW 级集中型大型并网发电系统等，同时在交通工具和城市照明等方面大力推广太阳能光伏系统的应用。 光伏系统的规模和应用形式各异，如系统规模跨度很大，小到0.3~ 2W的 太阳能庭院灯，大到MW 级的太阳能光伏电站，如 3.75kWp 家用型屋顶发电设 备、敦煌10MW 项目。其应用形式也多种多样，在家用、交通、通信、空间应用等诸多领域都能得到广泛的应用。尽管光伏系统规模大小不一，但其组成结 构和工作原理基本相同。图4-1 是一个典型的供应直流负载的光伏系统示意图。其中包含了光伏系统中的几个主要部件：

　　光伏组件方阵： 由太阳电池组件（也称光伏电池组件）按照系统需求串、并联而成，在太阳光照射下将太阳能转换成电能输出，它是太阳能光伏系统的核心部件。 蓄电池： 将太阳电池组件产生的电能储存起来，当光照不足或晚上、或者负载需求大于太阳电池组件所发的电量时，将储存的电能释放以满足负载的能量需求，它是太阳能光伏系统的储能部件。目前太阳能光伏系统常用的是铅酸蓄电池，对于较高要求的系统，通常采用深放电阀控式密封铅酸蓄电池、深放电吸液式铅酸蓄电池等。 ： 它对蓄电池的充、放电条件加以规定和控制，并按照负载的电源需求控制太阳电池组件和蓄电池对负载的电能输出，是整个系统的核心控制部分。随着太阳能光伏产业的发展，的功能越来越强大，有将传统的控制部分、逆变器以及监测系统集成的趋势，如AES公司的SPP和SMD系列的就集成了上述三种功能。 逆变器： 在太阳能光伏供电系统中，如果含有交流负载，那么就要使用逆变器设备，将太阳电池组件产生的直流电或者蓄电池释放的直流电转化为负载需要的交流电。 太阳能光伏供电系统的基本工作原理就是在太阳光的照射下，将太阳电池组件产生的电能通过的控制给蓄电池充电或者在满足负载需求的情况下直接给负载供电，如果日照不足或者在夜间则由蓄电池在的控制下给直流负载供电，对于含有交流负载的光伏系统而言，还需要增加逆变器将直流电转换成交流电。光伏系统的应用具有多种形式，但是其基本原理大同小异。对 于其他类型的光伏系统只是在控制机理和系统部件上根据实际的需要有所不同，下面将对不同类型的光伏系统进行详细地描述。 直流负载的光伏系统 2、光伏系统的分类与介绍 小型太阳能供电系统（Small DC ;简单直流系统（Simple DC ;大型太阳能供

　　第一章太阳能基本知识 第一节太阳能的来源 太阳从东方升起，到西方降落，太阳带来了温暖.使生物和人类生长，发育，这是人们听熟悉的自然现象。此外，太阳照射的变化，还引起四季和昼夜的更替，造成大气层中的风、雨、雷、电。那么，它的能量是从哪里来的呢?是我们要考察的问题。 首先，我们要了解太阳的构造。简单地说，太阳是一个炽热的大气体它的直径大约为139万km(万公里)，是地球直径的109倍，它的体积是地的130万倍，而它的质量为地球的33万倍，所以，它的密度只是地球的1/4。 太阳通常可分为内球和太阳大气两大部分。内球的外层是处于对流之中的流体区域；太阳大气又分为两层，其底层称为光球，就是我们平常所能看见的部分，它的上面是厚约几千公里的色球层，最外面是一层密度很小的日冕，它的形状不规则，而且经常变化。从太阳球心到平均半径为1/4的范围内，含有总质量的40%，温度高达1500万℃（万摄氏度)，密度超过100g/cm3(克/厘米3）；在平均半径为70%处，温度降至50万℃；在外面的对流层，温度进一步降至约6000 0℃，密度降至1×10-8g/cm3。 太阳的主要成份是氢和氮，其中氢约占78%，氦约占20%。在异常的高温、高压下，原子失去了全部或大部核外电子，它们在高速运动和互相碰撞之中，发生多种核反应。其中最主要的是氢核聚合成氦核反应，称为热核反应在这种反应中，每1g(克)氢变为氮时，质量损失0. 0072g。太阳每秒钟将6亿多吨氢变为氮，损失质量427万t(万吨)，这些质量转化为能量发射出来.总功率相当于3. 9×1020 M W(兆瓦)。根据地球和太阳的相对位置可知，太阳总辐射能量中，只有二十二亿分之一到达地球大气层的上界，大约为1亿7300万MW。由于大气层的散射和吸收，最后达到地球表面的太阳辐射功率大约为8500万MW。这仍然是全球发电容量的数十万倍。尽管太阳的发射功率如此巨大，但是，太阳的质量毕竟太大了，照这样消耗下去，仍然能够维持几十亿年。 第二节太阳常数 太阳常数是在日地平均距离处(这个平均距离大约为1亿5000万km)地球大气层外、垂直于太阳光线的平面上，单位面积、单位时间内所接收到的太阳辐射能。掌握太阳常数的精确值以及太阳辐射的光谱分布，不仅对地球物理学有重要意义，而且对太阳能利用技术的研究和开发，也有重要的意义。所以，多年来人们利用高空飞机、气球以及空间飞行器，对太阳辐射进行精确测量，并推算出太阳常数值。上世纪60年代根据美国航空和航天局、美国材料及试验学会测定，太阳常数为1353W/m2(瓦/米2)。1981年10月，世界气象组织仪器和观测方法委员会在墨西哥召开的第八届会议上，通过了近年来大量实测结果，建议确定太阳常数为(1367士7) W/m2。看来，太阳常数虽然随时间有所变化，但其变化是在测量精确度围以内的。对于太阳能利用技术的研究和开发来说，完全可以把它当作一个常数来处理。 太阳常数是指大气层外垂直于太阳光线的平面上的辐射强度。太阳辐射在穿过大气层时被减弱，这种减弱主要是由于大气的各种成分的吸收和散射引起的。大气中的各种成分对各种不同波长的太阳辐射的吸收和散射的作用是不同的，但总的说来，在地面上测得的最大的垂直于太阳辐射的平面上的辐射强度大约是太阳常数的80%，也就是说星空体育app下载，被大气吸收和散射的太阳辐射至少占太阳常数的20%左右。过去对太阳常数的测量，都是根据在大气层中的测量结果，进行估算的。自从有了人造卫星和宇宙飞船，就可以在大气层外，对太阳常数进行直接测量了。 第三节太阳光谱

　　一,基础知识 (1)太阳能电池的发电原理 太阳能电池是利用半导体材料的光电效应,将太阳能转换成电能的装置. ?半导体的光电效应所有的物质均有原子组成,原子由原子核和围绕原子核旋转的电子组成.半导体材料在正常状态下,原子核和电子紧密结合(处于非导体状态),但在某种外界因素的刺激下,原子核和电子的结合力降低,电子摆脱原子核的束搏,成为自由电子. 光激励 核核 电子 空穴电子 电子对?PN 结合型太阳能电池 太阳能电池是由 P 型半导体和 N 型半导体结合而成,N 型半导体中含有较多的空穴,而P 型半导体中含有较多的电子 ,当 P 型和 N 型半导体结合时在结合处会形成电势当芯 片在受光过程中,带正电的空穴往 P 型区移动,带负电子的电子往 N 型区移动,在接上连线和负载后,就形成电流.. (2)太阳能电池种类 － ＋＋－ － ＋P 型

　　铸 造 2 工 PN 结合（正面 N 极,反 面 P 极 ） 减 反膜形成 通过电极,汇集电 ※在现在的太阳能电池产品中,以硅半导体材料为主,其中又以单晶硅和多晶硅为代表.由于 其原材料的广泛性,较高的转换效率和可靠性,被市场广泛接受.非晶硅在民用产品上也有 广泛的应用（如电子手表,计算器等）,但是它的稳定性和转换效率劣于结晶类半导体材料. 化合物太阳能电池由于其材料的稀有性和部分材料具有公害,现阶段未被市场广泛采用. ※现在太阳能电池的主流产品的材料是半导体硅,是现代电子工业的必不可少的材料,同时 以氧化状态的硅原料是世界上第二大的储藏物质. ※京瓷公司早在上世纪的八十年代就认识到多晶硅太阳能电池的光阔前景和美好未来,率先 开启多晶硅太阳能电池的工业化生产大门.现在已经是行业的龙头,同时多晶硅太阳能电 池也结晶类太阳能电池的主流产品（太阳能电池的 70%以上）. （3）多晶硅太阳能电池的制造方法 空间用 民用 转换效率:24% 转换效率:10% 转换效率:8% （1400 度以上） 破锭(150mm *155mm ) N 极烧结 电极 印刷 （ 正 反

　　2.太阳能电池片的化学清洗工艺切片要求：①切割精度高、表面平行度高、翘曲度和厚度公差小。②断面完整性好，消除拉丝、刀痕和微裂纹。③提高成品率，缩小刀(钢丝)切缝，降低原材料损耗。④提高切割速度，实现自动化切割。 具体来说太阳能硅片表面沾污大致可分为三类： 1、有机杂质沾污：可通过有机试剂的溶解作用，结合兆声波清洗技术来去除。 2、颗粒沾污：运用物理的方法可采机械擦洗或兆声波清洗技术来去除粒径≥0.4 μm颗粒，利用兆声波可去除≥0.2 μm颗粒. 3、金属离子沾污：该污染必须采用化学的方法才能将其清洗掉。硅片表面金属杂质沾污又可分为两大类：（1）、沾污离子或原子通过吸附分散附着在硅片表面。（2）、带正电的金属离子得到电子后面附着（尤如“电镀”）到硅片表面。 1、用H2O2作强氧化剂，使“电镀”附着到硅表面的金属离子氧化成金属，溶解在清洗液中或吸附在硅片表面 2、用无害的小直径强正离子（如H+），一般用HCL作为H+的来源，替代吸附在硅片表面的金属离子，使其溶解于清洗液中，从而清除金属离子。 3、用大量去离子水进行清洗，以排除溶液中的金属离子。由于SC-1是H2O2和NH4OH的碱性溶液，通过H2O2的强氧化和NH4OH的溶解作用，使有机物沾污变成水溶性化合物，随去离子水的冲洗而被

　　排除；同时溶液具有强氧化性和络合性，能氧化Cr、Cu、Zn、Ag、Ni、Co、Ca、Fe、Mg等，使其变成高价离子，然后进一步与碱作用，生成可溶性络合物而随去离子水的冲洗而被去除。因此用SC-1液清洗抛光片既能去除有机沾污，亦能去除某些金属沾污。在使用SC-1液时结合使用兆声波来清洗可获得更好的清洗效果。另外SC-2是H2O2和HCL的酸性溶液，具有极强的氧化性和络合性，能与氧化以前的金属作用生成盐随去离子水冲洗而被去除。被氧化的金属离子与CL-作用生成的可溶性络合物亦随去离子水冲洗而被去除。 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。 生产电池片的工艺比较复杂，一般要经过硅片检测、表面制绒、扩散制结、

　　半导体敏化太阳能电池的突破 [摘要]半导体敏化太阳能电池在过去数年已引起越来越大的兴趣。这类电池开始时转化效率非常低，现在迅速发展到转化效率达到4-5%。本文从三方面分析了优化提高太阳能电池的性能的途径：（1）材料：不仅包括光吸收材料，也包括电子和空穴导体、对电极材料；（2）通过表面处理来控制电子-空穴复合和能带排列；（3）发展具有增强光捕获和采集性能的纳米复合吸收材料。我们认为这些关键点可以使半导体敏化太阳能电池的设计和发展取得重要突破。 [正文]纳米技术被认为将使工业发生性的变化，通过纳米技术降低装置费用和提高效率，可使光电能源费用大大降低，产生显著的经济效益。传统的硅太阳能电池依赖高品质的材料，吸收光之后，产生的载流子将留在相同的材料中直到它们在选择性接触中被提取；为了阻止载流子提取前复合，必须采用高成本的尖端技术。相反，纳米尺度的吸收材料可以迅速把光生载流子分离到两个介质中，对材料品质不需苛刻要求，因此，大大减少了制造费用。吸收材料把光生载流子（电子和空穴）分离到两种介质中的概念，在染料敏化太阳能电池中被详细研究。其中，电池由辅助的纳米结构电子和空穴传输材料构成，染料分子起到吸收剂的作用。 半导体敏化太阳能电池从极低的转化效率迅速发展到接近4-5%。 另一方面，半导体材料构成了控制了能源市场-光伏器件的基础。当这些材料变成纳米尺度时，由于量子限制效应，出现了新的和奇特的性质。此外，块体材料的某些性质，如高吸光系数在在纳米尺度时仍然保留。 半导体量子点(QDs)具有大的固有偶极矩，它们的带隙可以通过尺寸和形状来调节，这一特性为吸光材料的纳米设计提供了一个极好的工具。更为重要的是，半导体量子点或薄膜的生产比块体便宜，它们的合成温度更低，并且可以采用液相方法。从这个意义上说，半导体量子点是发展敏化太阳能电池的优秀材料。 使用半导体作为增敏剂可以追溯到上世纪90年代。然而，直到最近几年，由于很多因素半导体敏化太阳能电池SSC才又被重视：纳米技术的发展使得半导体量子点和薄膜的制备及表征变得容易；染料敏化太阳能电池DSC的许多实验结果可应用到半导体敏化电池。所以，这种器件目前受到越来越多的研究小组重视。

　　太阳能电池的分类简介 （1）硅太阳能电池 硅太阳能电池分为单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池三种。 单晶硅太阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟。在实验室里最高的转换效率为24.7%，规模生产时的效率为15%（截止2011，为18%）。在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位，但由于单晶硅成本价格高，大幅度降 低其成本很困难，为了节省硅材料，发展了多晶硅 薄膜和非晶硅薄膜做为单晶硅太阳能电池的替代 产品。 多晶硅薄膜太阳能电池与单晶硅比较，成本低 廉，而效率高于非晶硅薄膜电池，其实验室最高转 换效率为18%，工业规模生产的转换效率为10%（截 止2011，为17%）。因此，多晶硅薄膜电池不久 将会在太阳能电池市场上占据主导地位。 非晶硅薄膜太阳能电池成本低重量轻，转换效率较高，便于大规模生产，有极大的潜力。但受制于其材料引发的光电效率衰退效应，稳定性不高，直接影响了它的实际应用。如果能进一步解决稳定性问题及提高转换率问题，那么，非晶硅太阳能电池无疑是太阳能电池的主要发展产品之一。

　　2）多晶体薄膜电池 多晶体薄膜电池硫化镉、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，并且也易于大规模生产，但由于镉有剧毒，会对环境造成严重的污染，因此，并不是晶体硅太阳能电池最理想的替代产 品。 砷化镓（GaAs）III-V化合物电池的转换效率 可达28%，GaAs化合物材料具有十分理想的光学 带隙以及较高的吸收效率，抗辐照能力强，对热 不敏感，适合于制造高效单结电池。但是GaAs 材料的价格不菲，因而在很大程度上限制了用 GaAs电池的普及。 （3）有机聚合物电池 以有机聚合物代替无机材料是刚刚开始的一个太阳能电池制造的研究方向。由于有机材料柔性好，制作容易，材料来源广泛，成本低等优势，从而对大规模利用太阳能，提供廉价电能具有重要意义。但以有机材料制备太阳能电池的研究仅仅刚开始，不论是使用寿命，还是电池效率都不能和无机材料特别是硅电池相比。能否发展成为具有实用意义的产品，还有待于进一步研究探索。 （5）有机薄膜电池 有机薄膜太阳能电池，就是由有机材料构成核心部分的太阳能电池。大家对有机太阳能电池不熟悉，这是情理中的事。如今量产的太阳能电池里，95%以上是硅基的，而剩下的不到5%也是由无机材料制成的 6）染料敏化电池 染料敏化太阳能电池，是将一种色素附着在TiO2粒子上，然后浸泡在一种电解液中。色素受到光的照射，生成自由电子和空穴。自由电子被TiO2吸收，从电极流出进入外电路，再经过用电器，流入电解液，最后回到色素。染料敏化太阳能电池的制造成本很低，这使它具有很强的竞争力。它的能量转换效率为12%左右。 （7）塑料电池 塑料太阳能电池以可循环使用的塑料薄膜为原料，能通过“卷对卷印刷”技术大规模生产，其成本低廉、环保。但塑料太阳能电池尚不成熟，预计在未来5年到10年，基于塑料等有机材料的太阳能电池制造技术将走向成熟并大规模投入使用。 太阳能工作原理 太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。太阳能发电有两种方式，一种是光一热一电转换方式，另一种是光一电直接转换方式。其中，光一电直接转换方式是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能，光一电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种大有前途的新型

　　太阳能知识简介 一、太阳能常识问答 1．什么是太阳能？太阳是一个炙热的气态球体，它表面温度约为6000摄氏度。她不断向宇宙空间发射电磁波，包括紫外线、可见光和红外线等，所谓太阳能实际上就是指太阳的辐射能量。其主要能量集中在0.3μ~3.0μ（微米）的波段，因此太阳辐射为“短波辐射”。到达地表水平面上的太阳辐射包括直接辐射和散射辐射两部分。 2．太阳能量有多大？太阳辐射的能量是巨大的，到达地球表面的太阳能总功率为1.7x1017瓦，相当于全世界发电量的几十万倍。另外有一个术语叫太阳常数，指的是：日地平均距离时，地球大气层上界垂直于太阳光线表面的单位面积上，单位时间所接受到的太阳辐射通量，国际通用标准为1353瓦/米2。那么太阳辐射穿过大气层时，受到空气分子、水蒸气和灰尘的散射和吸收，会显著衰减。对于某一地区来讲，一年总会有一天，当天空情况极为良好的时候，所接受到的太阳辐射能量最接近太阳常数，但这一天并不一定是夏天。不同地区差异很大，各地气象单位一般都有当地一年的太阳辐射观测数据。 3．一平方米太阳能热水器能节约多少能源？减少多少大气污染？以北京为例，每平方米采光面积太阳能热水器，每年可节约标煤120kg，二氧化碳216kg。 4．什么是选择性吸收涂层？ 由于太阳能的主要能量是集中在0.3~3.0μ（微米）的波段，五十年代末，以色列科学家Tabor提出了光谱选择性吸收理论。他要求吸收部件表面在0.3μ~2.5μ太阳光谱内具有较高吸收率（α），同时在2.5μ~5.0μ红外光谱范围内保持尽可能地的热发散率（ε），换句话说就是使吸收表面最大限度的吸收太阳辐射的同时尽可能减小其辐射热损。这种表面涂层就是所谓选择性吸收涂层。显而易见，涂层的两个重要参数α、ε对提高集热器的热效率起着至关重要的作用。在1981~1983年间，桑普研制成功了铝阳极化电解着色选择性吸收涂层，太阳吸收率为α=0.92~0.96、发射率ε=0.10~0.20。1986~1988年研制成功黑钴选择性吸收涂层。该涂层具有良好的光谱选择性(α=0.92~0.96ε=0.06~0.08)，适合应用在工作温度较高的真空集热管上。采用该涂层生产φ65热管式真空集热管，其性能已达到荷兰菲利普公司同类产品的水平。 二、太阳能热水器常识 1．太阳能热水器是如何工作的？

　　太阳能电池的分类: 太阳能电池的分类简介 太阳能电池按结晶状态可分为结晶系薄膜式和非结晶系薄膜式(以下表示为a-)两大类，而前者又分为单结晶形和多结晶形。 按材料可分为硅薄膜形、化合物半导体薄膜形和有机膜形，而化合物半导体薄膜形又分为非结晶形 (a-Si:H,a-Si:H:F,a-SixGel-x:H等)、ⅢV族(GaAs,InP等)、ⅡⅥ族(Cds系)和磷化锌 (Zn 3 p 2 )等。 太阳能电池根据所用材料的不同，太阳能电池还可分为：硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池、有机太阳能电池，其中硅太阳能电池是目前发展最成熟的，在应用中居主导地位。 （1）硅太阳能电池 硅太阳能电池分为单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池三种。 单晶硅太阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟。在实验室里最高的转换效率为24.7%，规模生产时的效率为15%。在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位，但由于单晶硅成本价格高，大幅度降低其成本很困难，为了节省硅材料，发展了多晶硅薄膜和非晶硅薄膜做为单晶硅太阳能电池的替代产品。 多晶硅薄膜太阳能电池与单晶硅比较,成本低廉，而效率高于非晶硅薄膜电池，其实验室最高转换效率为18%,工业规模生产的转换效率为10%。因此，多晶硅薄膜电池不久将会国际空间站太阳能电池板在太阳能电地市场上占据主导地位。 非晶硅薄膜太阳能电池成本低重量轻，转换效率较高，便于大规模生产，有极大的潜力。但受制于其材料引发的光电效率衰退效应，稳定性不高，直接影响了它的实际应用。如果能进一步解决稳定性问题及提高转换率问题，那么，非晶硅太阳能电池无疑是太阳能电池的主要发展产品之一。 （2）多元化合物薄膜太阳能电池 多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐，其主要包括砷化镓III-V族化合物、硫化镉、硫化镉及铜锢硒薄膜电池等。 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，并且也易于大规模生产，但由于镉有剧毒，会对环境造成严重的污染，因此，并不是晶体硅太阳能电池最理想的替代产品。 砷化镓（GaAs）III-V化合物电池的转换效率可达28%，GaAs化合物材料具有十分理想的光学带隙以及较高的吸收效率,抗辐照能力强,对热不敏感，适合于制造高效单结电池。但是GaAs材料的价格不菲,因而在很大程度上限制了用GaAs 电池的普及。 铜铟硒薄膜电池（简称CIS）适合光电转换，不存在光致衰退问题，转换效率和多晶硅一样。具有价格低廉、性能良好和工艺简单等优点，将成为今后发展太阳能电池的一个重要方向。唯一的问题是材料的来源，由于铟和硒都是比较稀有的元素，因此，这类电池的发展又必然受到限制。 （3）聚合物多层修饰电极型太阳能电池 以有机聚合物代替无机材料是刚刚开始的一个太阳能电池制造的研究方向。由于有机材料柔性好，制作容易，材料来源广泛，成本底等优势，从而对大规模利用太阳能，提供廉价电能具有重要意义。但以有机材料制备太阳能电池的研究仅仅刚开始，不论是使用寿命，还是电池效率都不能和无机材料特别是硅电池相比。能否发展成为具有实用意义的产品，还有待于进一步研究探索。 （4）纳米晶太阳能电池 纳米TiO2晶体化学能太阳能电池是新近发展的，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。 此类电池的研究和开发刚刚起步，不久的将来会逐步走上市场。 （5）有机太阳能电池 有机太阳能电池，就是由有机材料构成核心部分的太阳能电池。大家对有机太阳能电池不熟悉，这是情理中的事。如今量产的太阳能电池里，95%以上是硅基的，而剩下的不到5%也是由无机材料制成的。 Page 1 of 1

　　光伏发电基础知识 1、太阳电池的基本特性 太阳电池的输出受日照强度、电池结温等因素的影响，当结温增加时，太阳电池的开路电压下降，短路电流稍有增加，最大输出功率减小，当日照强度增加时，太阳电池的开路电压变化不大，短路电流增加，最大输出功率增加，在一定的温度和日照强度下，太阳电池具有唯一的最大功率点，电池工作在该点时，能输出当前温度和日照条件下的最大功率。 2、单晶硅电池 单晶硅是用高纯度的多晶硅在单晶炉里拉制而成。熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅，单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅，然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅，硅系列太阳能电池中，单晶硅太阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟，在电池制作中，一般都采用表面结构化，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单晶硅表面微结构处理和分区掺杂工艺，目前转换效率达到18%-20%，最高达24%。在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位。 3、多晶硅电池 多晶硅是单质硅的一种形态，熔融的单质硅在过冷条件下凝固时，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核，如这些晶核长成晶面取向不同，则这些晶粒结合起来，就结成多晶硅，多晶硅可做拉制单晶硅的原料，多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面，多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多，但是多晶硅太阳电池的光电效率则要比单晶硅低，其光电转换效率为12%-15%之间，最高已达18%，但相对单晶硅光电池具有生产成本低，同时多晶硅光电池没有光致衰退效应，材料质量有所下降时也不会导致光电池受影响，是国际上掀起的前沿性研究热点。 4、非晶硅电池 非晶硅是一种直接能带半导体，它的结构内部有许多所谓的“悬键”。也就是没有和周围的硅原子成键的电子，这些电子在电场作用下就可以产生电流，非

　　光伏电池板 1.1 光伏电池板的发电原理 利用太阳能电池的光生伏打效应直接把太阳的辐射能转换为电能的一种发电方式； 1.2 光伏发电的优点 光伏电池板发电过程简单，没有机械转动部件，不消耗燃料，不排放包括温室气体在内的任何物质，无噪音、无污染；太阳能资源分布广泛且取之不尽；光伏电池板发电性能稳定可靠，使用寿命长达（25年以上）； 1.3 光伏发电的缺点 （1）能量密度低，通常用太阳辐照度来表示，地球表面最高值为1.2KW·H/㎡，且绝多数地区和大多数的日照时间内都低于1.0KW·H/㎡. （2）占地面积大。每10KW太阳能发电功率占地约100㎡，平均每平方米面积发动功率为100W （3）效率低成本高，受气候环境因素影响大。 1.4 光伏电池板效率组件的性能参数 （1）短路电流：将光伏组件的正负极短路，此时的电流就是电池组件的短路电流，短路电流是随光强的变化而变化的 （2）开路电压: 当光伏电池组件的正负极不接负载时，组件正负极之间的电压就是开路电压，开路电压时随电池片串联数量的增减而变化的。 （3）峰值电流: 光伏电池组件在最大的输出功率时的工作电流。 （4）峰值电压: 光伏电池组件在最大的输出功率时的工作电压，组件的峰值电压随电池片串联数量的增减而变化的。 （5）峰值功率: 光伏组件的最大输出功率，峰值功率是指光伏电池组件在正常工作或测试条件下得最大输出功率，光伏电池组件的测量要在标准条件下进行，其条件是：辐照度1000W/㎡、光谱AM1.5 、测试温度25℃。 （6）转换效率：η= 光伏电池组件的峰值功率÷（光伏电池组件的有效面积×单位面积的入射光功率）；其中单位面积的入射光功率 = 1000W/㎡; 1.5 光伏电池组件安装注意事项

　　光伏发电基本知识 太阳能发电分为光热发电和光伏发电。通常说的太阳能发电指 置。 应用范围 理论上讲，光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合，上至航天器，下至家用电源，大到兆瓦级电站，小到玩具，光伏电源无处不在。太阳能光伏发电的最基本元件是太阳能电池（片），有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。其中，单晶和多晶电池用量最大，非晶电池用于一些小系统和计算器辅助电源等。目前多晶硅电池效率在16至17%左右，单晶硅电池的效率约18至20%。由一个或多个太阳能电池片组成的太阳能电池板称为光伏组件。光伏发电产品主要用于三大方面：一是为无电场合提供电源；二是太阳能日用电子产品，如各类太阳能充电器、太阳能路灯和太阳能草地各种灯具等；三是并网发电，这在发达国家已经大面积推广实施。到2009年，中国并网发电还未开始全面推广，不过，2008年北京奥运会部分用电是由太阳能发电和风力发电提供的。 发展前景 据预测，太阳能光伏发电在21

　　到203030%以上，而太阳能 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% [2]在当今油、碳等能源短缺的现状下，各国都加紧了发展光伏的步伐。美国提出“太阳能先导计划”意在降低太阳能光伏发电的成本，使其2015年达到商业化竞争的水平；日本也提出了在2020年达到28GW的光伏发电总量；欧洲光伏协会提出了“setfor2020”规划，规划在2020年让光伏发电做到商业化竞争。在发展低碳经济的大背景下，各国政府对光伏发电的认可度逐渐提高。 光伏发电系统 系统分类 1、独立光伏发电也叫离网光伏发电。主要由太阳能电池组件、、蓄电池组成，若要为交流负载供电，还需要配置交流逆变器。独立光伏电站 伏发电系统。2、并网光伏发电就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电这后直接接入公共

　　1、太阳能的优点 太阳能作为一种新能源，它与常规能源相比有三大特点： 第一：它是人类可以利用的最丰富的能源。据估计，在过去漫长的11亿年中，太阳消耗了它本身能量的2%。今后足以供给地球人类，使用几十亿年，真是取之不尽，用之不竭。 第二：地球上，无论何处都有太阳能，可就地开发利用，不存在运输问题，尤其对交通不发达的农村、海岛和边远地区更具有利用的价值。 第三：太阳能是一种洁净的能源。在开发利用时，不会产生废渣、废水、废气、也没有噪音，更不会影响生态平衡。绝对不会造成污染和公害。 2、太阳能热水系统基本原理 太阳能热水器是利用集热器吸收太阳光，将光能转化成热能，并通过储水箱将热水储存的装置。目前，技术水平最高的太阳能热水器是真空集热管太阳能热水器。真空集热管的内、外管之间是真空夹层，确保冬季管内不结冰，能够在严冬的环境下正常使用，内管上有一层选择性吸收镀膜，膜层能充分吸收太阳光。真空管里的水，利用热水上浮、冷水下沉的原理，吸收太阳热能后，通过温差循环，使储水箱内的水升温。 太阳能热水器具有安全、节能、环保、经济等优点。使用太阳能热水器与使用燃气或电热水器相比，在寿命期内所节省的燃料费或电费足以在寿命期后再购置一台新的太阳能热水器。尤其是带辅助电加热功能的太阳能热水器，它以太阳能为主，电能为辅的能源利用方式。使太阳能热水器能全年全天候使用。一般情况下全年９０％的热水来自太阳能，只需１０％的电能作补充，可以３６５天全天候供应热水。在我国北方地区，带辅助电加热系统的太阳能热水器将成为市场的主流产品。电子装置的应用使太阳能热水器应用更方便，如：电子水位显示、温度显示等。 太阳能热水器的缺点是安装复杂，如安装不当，会影响住房的外观、质量及城市的市容市貌；维护较麻烦，因太阳能热水器安装在室外，多数在楼顶、房顶，因此相对于电热水器和燃气热水器比较难以维护。但目前本公司采用模块化组合式产品，使安装维修与维护更为简单、方便。 3、未来太阳能热水器市场趋势 我国有2000多家太阳能热水器生产厂家，谁能先行一步，满足百姓需求，谁就把握市场主动权。太阳能热水器市场趋势将呈现出六大特点。 1．未来太阳能热水器与建筑结合会更趋紧密。随着小康住宅的建设，太阳能热水器直接进入家庭将构成市场销售的主渠道。家庭安装使用面积将由1㎡向2㎡或更大面积发展。 2．未来太阳能热水器的结构将发生较大变化。太阳能热水器会由目前的整体式向分体式发展，水箱由非承压向承压式过渡。 3．太阳能热水器将由三季使用向全年全天候使用发展。在我国北方地区，带辅助加热系统的太阳能热水器将成为市场的主流产品。 4．随着管路防冻保温技术的发展，太阳能热水器系统运行会更趋可靠。 5．各种电子装置将在太阳能热水器上更多地应用，使用会更趋方便。如：电子水位显示、温度显示等。6．近期各种类型的太阳能热水器将由以提高效率为主向高性能、长寿命发展，淡旺季销售将趋于平衡。