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太阳能电池板是太阳能路灯系统中的重要组成部分,其价格是最高的,它的作用是利用太阳的辐射能,将其转化成电能并储存在蓄电池内,其输出的为直流电。其转化的效率为主要的参数。
一个太阳能电池只能产生大约0.5V电压,远低于实际应用所需要的电压。为了满足实际应用的需要,需把太阳能电池连接成组件。太阳能电池组件包含一定数量的太阳能电池,这些太阳能电池通过导线连接。一个组件上,太阳能电池的标准数量是36片,所以一个完整的太阳能电池板产生的电压大约是17V左右的电压,正好能为额定电压为12V的蓄电池充电。
常用的太阳能电池板现在有单晶硅太阳能电池板和多晶硅太阳能电池板两种。硅的制取顺序是:二氧化硅矿石--〉工业硅--〉多晶硅--〉单晶硅,不难看出单晶硅太阳能电池板的做成品工艺相对苛刻,价格相对偏高,但其转换效率是最高的,在实验室里最高转换效率为24.7%,规模生产效率也可达到15%,但因降低成本很困难,为了节省硅材料直接采用多晶硅材料做太阳能电池板,该材料成本较低廉,而效率稍低,其实验室最高转换效率为18%,工业规模生产的转化效率为14%,该材料规模生产相对容易。
从工业化发展来看,发展重心已由单晶向多晶方向发展,主要原因为:一、可供应的太阳能电池板的头尾料越来越少,因为单晶硅是用多晶硅经单晶炉拉制而成的。二、对太阳电池来讲,方形基片更合算,通过浇铸法和直接凝固法所获得的多晶硅可直接获得方形材料,而单晶硅多为大面积,切成四方形,可是四角有截角,有些是圆形。三、多晶硅的生产工艺不断取得进展,全自动浇铸炉每生产周期(50小时)可生产200公斤以上的硅锭,晶粒的尺寸达到厘米级。四、由于近十年单晶硅工艺的研究与发展很快,其中工艺也被应用于多晶硅电池的生产,例如选择腐蚀发射结、背表面场、腐蚀绒面、表面和体钝化、细金属栅电极,采用丝网印刷技术可使栅电极的宽度降低到50微米,高度达到15微米以上,快速热退火技术用于多晶硅的生产可大大缩短工艺时间,单片热工序时间可在一分钟之内完成,采用该工艺在100平方厘米的多晶硅片上作出的电池转换效率超过14%。
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