太陽電池又稱光伏電池,是一種能有效地吸收太陽輻射能,并使之轉(zhuǎn)變成電能的半導(dǎo)體器件。它可單獨地光探測元件,例如在照像機中使用,主要是串聯(lián)和并聯(lián),以獲得所需的電壓及電流來供電電源使用。太陽電池的外觀就如一張薄的卡片或一片薄的玻璃片一樣,與普通電池外觀不同,它自身也不能儲存電能,即沒以有光時就不發(fā)電,晚上要用它,就要與蓄電池配合使用。
太陽電池的面積每100㎝2在強陽光下約產(chǎn)生1瓦的電,我們常說的1度電是1千瓦小時,也1千瓦這樣的電池工作1小時才能產(chǎn)生1度電。
太陽電池發(fā)展概況
太陽能光伏發(fā)電,可視為迄今為止最美妙、最長壽和最可靠的發(fā)電技術(shù)。與太陽能發(fā)電相比,它另涉及半導(dǎo)體器件,既無運動部件,又無流動工質(zhì),,避免了機械維修和工質(zhì)腐蝕的問題,是可再生能源和可持續(xù)發(fā)展的可靠能源。
硅太陽電池的發(fā)展,始于1954年在,美國貝爾研究所試制成功,次年便被用做電信裝置的電源,1958年又被美國首次應(yīng)用和于“先鋒1號”人造衛(wèi)星。宇宙開發(fā)極大地促進了太陽電池的開發(fā)。與此,地面用太陽電池的研究也在不斷開展,特別是1973年的能源危機,又大大加速了地面太陽電池的發(fā)展。許多國家為開發(fā)、太陽能電池,為陽光發(fā)電的研究投入了相當(dāng)數(shù)量的資金。迄今為止翱翔于太空的成千個飛行器中,大多數(shù)都配備了太陽能電池系統(tǒng)。第一顆人造衛(wèi)星上天,是光伏技術(shù)開發(fā)的起點,近五十年的發(fā)展,它已形成一門新的光伏科學(xué)與光伏工程。無論是在宇宙飛行中的應(yīng)用,還是地面發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用,從開發(fā)速度、技術(shù)成熟性和應(yīng)用領(lǐng)域來看,光伏技術(shù)都是新能源中的佼佼者。
太陽電池有潛力的可再生能源,在地面上得到推廣。太陽電池的成本及售價也在逐年下降,多年來太陽電池的產(chǎn)量一直以10-25%的增長率在。1990年世界太陽能電池組件的產(chǎn)量70MW(兆瓦),我國為1.2MW,主要是用在太陽光照好的邊遠地區(qū)。到2001年全世界太陽電池的產(chǎn)量達到350MW,我國太陽能電池的產(chǎn)量已達到4.5MW,累計安裝量已超過20MW。我國是個發(fā)展中國家,地域遼闊,有許多邊遠省份和經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)。據(jù)統(tǒng)計目前我國尚有700萬戶(2800萬人口),還沒有用上電,60%的有電縣嚴(yán)重缺電。這些地區(qū)在短期內(nèi)不靠常規(guī)電力用電問題,光伏發(fā)電則是分散農(nóng)、牧民用電的理想途徑,市場潛力非常巨大。
光伏發(fā)電具有許多優(yōu)點:如:安全可靠、無噪聲、無污染、能量隨處可得,不受地域限制,無須消耗燃料,無機械轉(zhuǎn)動部件,故障率低,維護簡便,可以無人值守,建站周期短,規(guī)模大小隨意,無須架輸電線路,可以方便地與建筑物相結(jié)合等,這些優(yōu)點都是發(fā)電方式所不及的。
目前國際上大量使用的電池為單晶硅太陽電池、多晶硅太陽電池和非晶硅太陽電池三種,這三種電池約各占1/3的市場,我國目前有7個太陽電池生產(chǎn)線,主要是生產(chǎn)單晶硅及非晶硅太陽電池,多晶硅太陽電池也有少量生產(chǎn)。我國生產(chǎn)單晶硅太陽電池的效率在12-13%,多晶硅太陽電池在10%,非晶硅太陽電池在5-6%。晶體硅太陽電池在研究上是朝著高效率化、薄片化、大面積化的方向發(fā)展。1995年我國晶體硅太陽電池組件的參考價格為45元/瓦,非晶硅太陽電池組件為25元/瓦,仍為常規(guī)能源的幾倍,但在無電地區(qū)及拉線不方便的地方,已產(chǎn)生了的經(jīng)濟效益。
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