非晶硅与晶硅太阳电池在太阳能光伏发电应用中热性能研究报告文库 .docx

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1、精品名师归纳总结非晶硅与晶硅太阳电池在太阳能光伏发电应用中热性能的讨论文库.txt铁饭碗的真实含义不是在一个的方吃一辈子饭，而是一辈子到哪儿都有饭吃。就算是一坨屎，也有遇见屎壳郎的那天。所以你大可不必为今日的自己有太多担忧。本文由 mzx699 奉献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先挑选TXT，或下载源文件到本机查看。第卷第期年月太阳能学报 ， 非晶硅与晶硅太阳电池在太阳能光伏发电应用中热性能的讨论于元，夏立辉，张志文北京市太阳能讨论全部限公司，北京）摘要：对在北京的区屋面上固定角度安装目前光伏发电应用中最常见的安装形式）的非晶硅和多晶硅太阳电池组件进行了近二年的数据采集，纪录了

2、北京的区温度数据和太阳 电池阵列的实际发电量，分析了它们各自的特点，为用户更为关怀的户外使用情形供应了参考依据。认为假如仅从温度特性考虑，是否采纳非晶硅替代晶体硅电池在不同的区应有不同考虑，假如再考虑到人们普遍认为的非晶硅电池没有解决的稳固性问题，表面玻璃的非钢 化、效率低等其它问题，非晶硅的使用应谨慎，不应盲从。同时在使用中不论何种电池都不应忽视组件的通风问题。 关键词：光伏发电。非晶硅太阳电池。多晶硅太阳电池。热性能中图分类号：粥文献标识码： 引言短路电流及填充因子的强衰减的特点依据分析，这种现象主要发生在使用的前几个 月），为了更好的排除非晶硅前期衰减的影响，文中全部分析数据均来自年 月

3、份以后。的理位置及安装角度北纬：”。东经： 秒。海拔：。电池组件安装角度：。电池组件朝向：正南系统构成及标准条件下测量参数）非晶硅电池组件参数，如表。表组件规格参数仉曲 撕在世界范畴内，由于晶体硅材料的来源紧缺，虽然太阳能光伏发电作为可再生能源的应用前景宽阔，但在实际应用中仍存在诸多瓶颈和没有完全解决的问题，为明白决此问题，并进一步降低太阳能利用的成本，人们提出了利用非晶体硅的特点替代晶体硅电池， 但这只是一些理论上的分析，对用户而言，是否能达到较佳的性价比就需要对实际应用中的情形作详 细测量和分析，明白真实的投入与产出。对这一系列问题的明白都需要一个有有用价值的评估。基于此目的，我们对非晶电

4、池和晶体硅电池的发电量进行了户外监测和分析。我们的结果只是针对北京的区的情形，其它的区的情形是否相同，仍有待进一步研究。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结系统构成及安装信息为了分析及比对非晶体硅和晶体硅太阳电池在实际应用中的情形，使系统的测试数据 更具有说服 力，我们在中科院半导体所的屋顶上分别安装了的非晶硅及多晶硅两套 系统。系统投入使用时间为年初，依据非晶硅电池早期在阳光的照耀下，其无序晶格中复合现象会越来越严峻，从而导致收稿日期：躬奶产品型号天嚣霎翟淼司开路电压，短路电流，。，最大功率点电压，最大功率标称值， 测试条件，】，连接方式：共使用非晶组件块，标称功率。块串联，组并

5、联。通讯作者：于元一），女，高级工程师，主要从事太阳能光伏方面的研究。”聊 万方数据期于元等：非晶硅与晶硅太阳电池在太阳能光伏发电应用中热性能的讨论）多晶硅电池组件参数，如表。表组件规格参数）时时发电量随时间变化中时时发电量如图所示。产品型号开路电压，短路电流， 击璐瑚捌 争口上海太阳能科技有限公司 寨蒜斐量篇庐墨一时刻非晶多晶时时发电量一 最大功率点电压，最大功率标称值厢测试条件士 ，卉，连接方式：共使用多晶组件块，标称功率。块串联，组并联。）与网络连接方式图非晶硅，多晶硅时时发电量并网连接，使用台并网逆变器。）系统连接框图，如图。非晶硅组件卜叫并网逆变器电 数据记录仪网 可编辑资料 - -

6、 - 欢迎下载精品名师归纳总结咖锄一曲咖可咖吐即朗日：帆五）全年发电量统计值 如表所示。表发电量统计 萨多晶硅组件卜叫并网逆变器图系统连接框图心 脚圮 锄蒯 测试方法及数据分析测试方法采纳具有最大功率点跟踪的并网逆变器，同时记录下每个阵列一天的沟通输出量。采纳具有最大功率点跟踪的并网逆变器，每天定时纪录下各个阵列的时时沟通输出量。测试数据及分析）中发电量之比为了便于分析比较，数据处理为每【的发电量值。的测试数据如图所示，图中实线为发电量之比随时间的变化趋势。非晶多晶发电量之比杈 制 喀磐 抵丑 胛 垲嘲暑脚以上数据归一为每）数据分析依据文献，当入射能量大于或等于禁带宽度的光子入射到具有结的半导

7、体材料时，会产生电子空穴对，在内建电场的作用下，它们会产生电动势，从而输出电流。太阳电池在任意时刻的输出日期 年） 辑撼 旨培坩功率为太阳电池的转换效率与投射在太阳电池表面太阳辐射总能量的乘积： 。，。缸 ）图非晶硅多晶硅发电量比 啪曲讪咖“曲啪万方数据太阳能学报卷肝，。比石茹 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由于上述值随温度的变化由多重相互关联的因素制约，因此目前分析上常以测量值做为依据分析 这种变化，测量得到的晶体硅电池开路电压变化范围在一。一，而非晶硅电池的开路电压变化范畴在一，嵋。我们所测量光伏组件的厂家给出的参数：非晶，晶硅电池组件输出功率的温度系数为一式中，刁太阳电

8、池的转换效率。亿电池的工作点电压。，。电池的工作点电流。开路单位面积入射光功。总面积。从式 ）和式 ）可知，对太阳电池组件输出的影响主要是由于太阳电池效率所产生的影响，而影电压。短路电流。卜填充因子。 响效率的主要因素是开路电压、短路电流及填充因子。依据半导体物理理论【】，打算太阳电池输出的体硅输出功率的温度系数为一，这样依据北京的区的气象条件及我们对温度的纪录，运算出中各种不同温度下每电池组件的发电量之比如图中实线，依据表整理的测量数据为图中虚线。值一个重要参数是温度系数。从根本上讲，填充因子、开路电压、短路电流随温度） 的变化都是由于半导体材料的特性随着温度而变化。这种变化取决于本征载流子

9、浓度、扩散长度和吸取系数，其中，太阳电池基区中少数载流子迁移率，是由按一抛率变化的晶格散射和按一严律变化的离子化散射共同打算的。基区中的迁移率多少随温度的上升而降低。寿命通过热运动速度按律变化）和俘获截面而为温度的函数，它随温度的提高而上升几倍，迁移率和寿命的这些变化使得扩散长度随温度的上升 日期而提高，从而增加长波光谱响应，导致光电流随温度的上升稍有上升。本征载流子浓度。）在开路电压方面起很大作用，开路电压随温度的上升而下降，这主要是由于本征载流子随暗电流的上升而猛烈增加。暗电流通常包括注入电流及耗尽区复合电流。注入电流图非晶硅，多晶硅，发电量比值响俩叩盯 础咖叫咖由图可以看出，无论是依据运

10、算得到的数值，仍是实际测量得到的数值，对于北京 的区这样的气象状况，发电量随季节变化即温度变化）在变化，从月份月份非晶硅的发电量要大于单晶硅，月份一月份就反之。固定角度安装的太阳电池，非晶硅电池和单晶硅电池的发电量基本相同，运算上晶体硅电池比非晶硅电池高，测试上非晶硅 电池比晶体硅电池高。这种不同可能是由于它们对弱光的响应不同所引起。，按几。一庐。后）率变化，耗尽区复合电流，瑁按伍冲一庐。后）率变化。填充因子也随温度的增加而降低，这是由于较低的开路电压会使伏安特性曲线在弯曲可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结处的“圆度”增加。由于开路电压和填充因子随温度上升而下降已部分的被短路电流

11、的提高抵消，所以效率及输出功结论在多晶硅与非晶硅实际发电量的对比分析中，我们采纳了电性能经过衰减的稳固输出太阳电池组件进行数据采集，在同样气候条件下采集了的数据，经过分析比较，得出以下结论：）非晶硅电池和晶体硅电池的输出功率都随温度发生季节性变化及日变化。）在温度较高的时间段，非晶硅的发电量要高 于晶体硅电池。但在温度较低的时间段，晶体硅的发电量要大于非晶硅。率随温度上升而降低，但变化范畴略小于开路电压的变化。通过上述理论可知，太阳电池在实际应用中的输出功率和温度有亲密关系， 不同的区的温度不同导致他们的输出和标称值有很大差别。鉴于上述缘由，为了规范各种 太阳电池的特性，眄规定，太阳电池组件的

12、标称功率标准测试条件之一为。万方数据期于元等：非晶硅与晶硅太阳电池在太阳能光伏发电应用中热性能的讨论）仅从温度考虑是否采纳非晶硅替代晶体硅电池在不同的区应有不同考虑，特别是在北方的区。假如再考虑到人们普遍认为的非晶硅电池没有解决的稳固性问题，表面玻璃的非钢化、效率低等其他问题，其应用应谨慎。参考文献吴瑞华，耿新华非晶硅太阳电池述评太阳能学报，特 刊：一王长贵，王斯成太阳能光伏发电有用技术北京：化学工业出版社，删太阳电池半导体和半金属丛书十一卷北京：四机部第六讨论所，黄昆，韩汝琦半导体物理基础北京：科学出版社， ，的面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型）应对各种材料制成的电池温度特性做深化的讨论，给

13、出不同的区不同季节的参考值，便于设计人员和用户对此有一个参考。真正发挥非晶硅电池的特长。 ）在使用过程中，要留意组件的通风条件，有条件时，应挑选通风条件较好的位置。在作为玻璃幕墙使用时，肯定要考虑到结构的设计，留有通风口。 咿【瓜 眦。陀 州 脚艋￥唧，砌如白删，蜥，踟）删：而唱可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 趾， 咖肌 咖打 ，山本文由yudong0611 奉献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先挑选TXT，或下载源文件到本机查看。维普资讯 第 卷第 期太阳能学报 ， 年 月 文 章 编 号 ： ） ， 非 晶 硅 与 晶 硅 太 阳 电池 在 太 阳 能 光

14、伏 发 电应 用 中热 性 能 的研究于元， 夏立辉 ， 张志文京 市 太 阳 能研 究所 有 限公 司 ， ） 北京 摘要 ：对在北京的区屋面上 固定角度安装 目前光伏发 电应 用 中最常见 的安装形式） 的非 晶硅 和多 晶硅太 阳电池组件进行了近二年 的数据采集， 纪录 了北京的区温度数据和太阳 电池 阵列的实际发 电量 ， 析 了它们各 自的特分 点， 为用户更为关怀的户外使用情形供应了参考依据 。 为假如仅从 温度特性考虑， 否采纳非 晶硅 替代 晶体 硅电认 是池在不 同的 区应有不 同考虑， 假如再考虑到人们普遍认为 的非 晶硅 电池没有解决 的稳固性 问题 ， 面玻 璃 的非

15、钢表化、 效率低等其它问题， 晶硅 的使 用应慎 重 ， 非 不应 盲从 。同时在使用中不论何 种 电池都不应忽视 组件 的通风 问题。关键词：光伏发电。 晶硅太阳电池。 非 多晶硅太阳电池。 热性能中图分类号 ： 文献标识码 ： 引言短路 电流及填充因子 的强衰减 的特点 依据 分析 ，这种现象主要 发生 在使 用 的前几个月 ）， 了更 好的 为 在世界范 围内 ， 由于 晶体硅 材 料 的来 源 紧 缺 ， 虽排除非 晶硅 前 期可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结年 月份 以后 。但在实 际应 用 中 的 理位置及安装角 度问衰减 的影 响 ， 中所 有 分 析 数 据 均

16、文 然太 阳能光伏发电作为可再生能 源的应 用前 景广 阔 ， 来 自 仍存 在 诸多 瓶颈 和没有 完 全解 决 的题 ， 明白 决此 问题 ， 进一 步 降低 太 阳能利 用 的为 并 北 纬 ：用非晶体硅 的特点替代 晶体硅电言 ，是否能 。 成本 ， 人们提 出了利池， 但这只是一些理论上 的分析 ， 对用 户而东 经 ： ” 。 海拔 ： 。达到 较佳的性 价 比就 需 要对 实 际应 用 中 的情 况作 详细测量和分 析 ， 明白 真 实 的投入 与 产 出 。 这 一 系列对 目的 ， 我们对非 晶电池和 晶体硅电池 的发 电量进行 了户外监测和分 析 。我们 的结 果 只 是针

17、 对北 京 的 区 的情形 ， 其它的 区的情形是否 相 同 ， 仍有待进 一步讨论。电池 组 件安装 角度 ：。 。电池组 件朝 向 ： 正南问题 的明白 都 需要 一 个 有实 用价 值 的评 估 。基 于此 系统构成及标准条件 下测量参数 非 晶硅 电池组件参 数 ， ） 如表 。表 组件规格参数 产 品 型 号天 津 ） 司系统构成及 安装信 息为了分析及比对非晶体硅和 晶体 硅 太 阳 电池在开 路 电压 短路 电流 ， 实际应用中的情形 ， 使系统的测试数据更具有说服间为 年初， 依据 非晶力 ， 们 在 中 科 院半 导 体 所 的 屋 顶 上 分 别 安 装 了我 的非 晶硅及

18、 多 晶硅两 套系统 。系统投入 使 用 时硅 电池 早 期 在 阳光 的照 射最大功率点 电压 最大功率标称值测 试 条 件 ，用非 晶组件 共 块， 称 功 率 ， 连 接方式 ： 使标下， 其无 序 晶格 中复合 现象 会越来 越 严 重 ， 而导 致 。 串联 ， 并联 。 从 块 组收 稿 日期 ： 通 讯 作 者 ：于 元 ）女 ， 级工 程 师 ， 一 ， 高 主要 从 事太 阳能 光 伏 方 面 的研 究 。 维普资讯 期可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结于元等 ： 晶硅 与晶硅太 阳电池在太 阳能光伏发电应 用 中热性能 的研 究非 多 晶硅 电池组 件参 数

19、， 表 ） 如 。表 组 件 规格 参 数 产 品型号开 路 电 压， 短 路 电 流， 上海 太阳能科技有限公司 最大 功率 点电压， 最大功率标称值 ， 测试条件时 刻一 ， ， 联 。 与 网络连接 方式）台 并 网逆变器 。 使系统连接框 图 ，图连接 方式： 使 用多 晶组 件 共 块 ， 标称 功 率 。 块 串联 ， 组并并 网连 接 ， 用） 如 。非晶硅组件 卜 并网逆变器叫数 据 记 录 仪电网 图 非晶硅， 晶硅 时时发 电量多 全年发 电量统计值 ）如 表 所示 。表 发 电量 统 计 多晶 硅组件 卜 并网 叫 逆变器图 系 统 连 接 框 图 测试 方 法及 数 据

20、 分 析 测试 方 法 采纳具有最大功率点跟踪的并 网逆变器 ，同 时记 录下每个阵列一天的沟通输出量 。 采纳具有最大功率点跟踪 的并 网逆变 器 ， 每天定 时纪 录下各 个 阵列 的 时时交 流 输 出量 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 测试数据及分 析 中发 电量之 比） 为 了便于分 析 比较 ， 据 处 理 为 每 的发 电数 量值 。 的测试 数 据 如 图 所示， 中实 线 为发 电图 量之 比随时间的变化趋 势 。非 晶晶 发 电量 之 比多以上数 据 归 一 为 每 咯粤胛 数据分 析）删喀依据 文献 当入 射 能量 大 于 或 等于禁 带 宽度，莹蜡的

21、光子入射到具有结的半 导体材料时， 会产生电子一 穴对 ， 内建电场 的作 用 下 ， 空 在 它们 会 产 生 电动势 ， 而输 出电 流 。太 阳 电池在 任 意 时 刻 的输 出从日期 年） 功率 为 太 阳电池 的转换效 率与投 射在太阳电池表 面太 阳辐 射 总能量的乘 积 ： ） 图 非晶硅， 晶硅发电量 比多 维普资讯 太阳能学报 卷素制约 ， 因此 目前 分 析上 常 以测 量 值做 为依 据 分 析式中 ， 叼太阳电池的转换效率。 电池的工这 种 变化 ， 量 得 到 的 晶体 硅 电池 开 路 电压 变化 范测 围在 一一 ， 而非 晶硅 电池 的开 路 电压作 点 电压

22、。 电池 的工 作 点 电流 。 开路 电压。， 短 路 电 流 。 填 充 因子 。 变化 范 围在 一 。 我们所测量 光 伏 组件 的厂 家 给 出 的参 数 ： 晶非 单 位 面积入 射光 功 。 总 面积 。从 式 ） 和式 ） 知 ， 太 阳 电 池 组件 输 出 的可 对 影响 主要是由于太 阳 电池 效 率所 产 生 的影 响 ， 影而 响效率 的主 要 因 素是开 路 电压 、 路 电流 及 填 充 因短 子 。依据半 导体 物理 理论 口 决 定 太 阳 电池输 出的，一可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结】） 由于上 述值 随温度 的变 化 由多 重相 互关

23、联 的 因硅 电池 组件 输 出功 率 的温 度 系 数 为 一 晶 ， 体硅输出功率 的温 度 系数 为 一 二这 样根 据 。 ， 【 北京 的 区 的气象 条 件及 我 们 对 温 度 的纪 录 ， 运算 出 中各 种 不 同温度 下每 电池 组件 的发 电量 之 比 线。值根 个重要参数是温度系数。从根本上讲 ， 填充因子 、 如 图 中实 线 ， 据 表整理 的测 量 数 据 为 图 中虚开路 电压 、 路 电 流 随 温 度 ） 短 的变 化 都 是 由于半 导体 材料的特 性随着 温度 而变 化 。这种 变 化取 决 于 本征 载流 子浓 度 、 散 长 度 和吸 收 系数 ，

24、中 ， 阳 扩 其 太 电池 基 区 中少 数载 流子 迁 移率 ， 由按 是的晶格散 射和 按 率变 化 律 变 化 的离 子 化 散 射 共 同 律变化 ） 和俘获 截高而降低。寿命通过，它迁打算 的。基 区 中 的 迁 移 率 多 少 随 温 度 的升热 运 动 速 度 按面而 为温度 的 函数 ， 随温 度的 提高 而升 高 几倍日期移 率 和寿命 的这些 变化 使得 扩散 长度 随温度 的上升而提高，从而增加长波光谱响应， 导致光电流随温度的升 高稍有 上升 。图 非晶硅 多晶硅 发 电量 比值 本征载 流子 浓度 。在开 路 电压 方 面起 很 大作 ） 用， 开路 电压 随温度

25、的上 升而下 降 ， 主要 是 由于本 这 征载 流子 随暗 电流 的升 高而剧 烈增加 。暗 电 流通 常包括 注入 电流 及 耗 尽 区复 合 电 流 。注 入 电流 ， ， 按 率 变 化 ， 尽 区复 合 电流 ， 。 一 ） 耗 按 一 ） ， 。 率变 化 。 由图 可 以看 出 ， 论 是根 据计 算 得 到 的数 值 ， 无 仍是 实 际测量得 到 的 数值 ， 于北 京 的 区这 样 的 气 对象状 况 ， 电量 随季 节变 化 发 即温度 变 化 ） 在变 化 ， 从 份 月 月份 非 晶硅 的发 电量 要 大 于单 晶硅 ， 月份 月 份 就 反 之 。 固定 角 度 安

26、 装 的太 阳 电 池 ，非晶硅电池和单晶硅电池的发 电量基本相同， 运算 上 晶体 硅 电池 比非 晶硅电池 高 ， 测试 上非 晶硅 填充因子也随温度 的增加而降低 ， 这是 由于较 电池 比晶体 硅 电池 高 。这 种 不 同可 能是 由于 低 的开路 电压会使 伏安 特性 曲线 在弯 曲处 的 “ 圆度” 它 们对 弱光 的响应不 同所 引起 。增加。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由于开路电压 和填 充 因子随 温度 升 高而 下 降 已部分 的 被短路 电流 的提 高抵 消 ， 以效 率 及输 出功所的变化 。 结论在多 晶硅与非 晶硅实 际 发 电量的 对 比分析

27、 中 ，率随温度上升而降 低 ， 但变化范 围略小于开路电压我们 采纳 了 电性能经 过衰 减 的稳固 输 出太阳电池组件进 行数 据采 集 ， 同样 气候 条件 下 采集 了 在 的数通 过上述理 论 可 唧， 叩 瑚 山 州一陀 器惜 粕 砬瑁，鹊盯锄肌，砷 ）如朗鹧 伽陷肌 习啪 】峪 锄叫， 咖 璐勰陀脱抡，舢【 璐 承 单硼日出哆，州【肌瑚叩 伍删 璐 鼯咖 鹏 邪删也： 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结。 。粕山面彻万方数据知， 阳 电池 在 实 际 应 用 中 的据 ， 过分 析 比较 ， 出以下结论 ： 太 经 得 非 晶硅 电池和晶体硅电池 的输 出 功率

28、都 随温） 度 发生季节性 变化及 日变化 。输 出功 率和 温度 有 密 切 关 系 ， 同的 区 的 温度 不 同不导 致他们 的输 出和标称值有 很大 差别 。鉴于上述缘由， 为了规范各种太阳电池的特性 ，在温度 较 高 的 时 间段， 晶 硅 的 发 电量 要 高） 非 规定 ，阳 电池组 件 的标称 功 率 标于 晶体硅 电池 。 在温 度较低的时 间段 ， 太 但晶体 硅 的发准测 试条 件之 一 为 。电量要 大于非 晶硅。维普资讯 期于元等 ： 晶硅 与晶硅太 阳 电池在太 阳能 光伏发 电应用 中热性能 的讨论非 仅从温度考虑是否采纳非晶硅替 代晶体硅电） 池在不同的区应 有

29、不 同考虑 ， 特别是在北方的 区。的稳固性 问题 ， 表面玻璃 的非钢化 、 效率低等其他问题， 其应 用 应慎 重 。 应 对各 种材 料制 成 的 电池 温度 特 性 做 深化 的） 讨论 ， 出不 同的区 不 同季节 的参 考 值 ， 于 设计 人给 便 考文 献 参 耿 假如 再考 虑 到人 们普 遍认 为 的非 晶硅 电 池没 有 解决 吴瑞 华 ， 新华 非 晶硅太 阳电池述 评 太 阳能 学报 ， 特 刊 ：， 王长贵 ， 王斯成 阳能光伏发 电有用技术 太北京 ：化 学 工业 出版 社 ， 太 阳电池 半导体和半金属 丛书十一卷 北京 ： 四机部第六讨论所， 员 和用户 对 此有 一个 参 考 。真正 发 挥 非 晶硅 电池 的特长。 黄 昆， 韩汝琦 半导体物理基础 北京：科学出版社 ， 在 使用过程 中 ， 注 意 组件 的通 风条 件 ， ） 要 有条件时， 应选择 通 风条 件较好 的位 置 。 在 作 为 玻 璃幕墙使 用 时 ， 肯定 要考虑 到结 构 的设 计，留有 通风 口 。 ，的面 用 晶体 硅光 伏组件设 计 鉴定 和定型 【 ，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 ， ， ， ： ， ， 。