寫光伏的論文太陽能光伏組件

　　本篇寫光伏的論文研究太陽能光伏組件，太陽能電池是迄今為止全世界使用最多的光電能量轉(zhuǎn)換裝置，自從1941年有關(guān)光伏電池的報道以來，1954年成功研制轉(zhuǎn)換效率為6%左右的單晶硅光伏蓄電池。在70年代之前，太陽能電池的造價昂貴、轉(zhuǎn)換效率較低，在70年代以后隨著工藝水平與轉(zhuǎn)換效率的提高，太陽能光伏電池的使用才越來越多，但是與常規(guī)的發(fā)電手段相比較而言，成本仍然難以讓人接受。

　　《太陽能學(xué)報》(月刊)創(chuàng)刊于1980年，由中國科協(xié)主管，中國太陽能學(xué)會主辦，北京市太陽能研究所承辦，自創(chuàng)刊以來為我國新能源領(lǐng)域的學(xué)術(shù)交流、人才培養(yǎng)及促進(jìn)科研成果產(chǎn)業(yè)化等方面做出了貢獻(xiàn)。主要報道我國太陽能、生物質(zhì)能、風(fēng)能、氫能、海洋能及地?zé)崮芸茖W(xué)技術(shù)研究成果。登載學(xué)術(shù)論文、研究報告、實驗儀器和實驗技術(shù)、技術(shù)札記、簡報及綜述性論文。《太陽能學(xué)報》編輯嚴(yán)謹(jǐn)，被《EI》收錄比例高。

　　[摘 要]本文以青海尼那9.2MW光伏發(fā)電項目為背景，介紹了光伏組件的現(xiàn)狀，然后敘述了光伏組件的發(fā)展趨勢，闡明了未來光伏組件的重點探討及研究方向。

　　在現(xiàn)代社會中，傳統(tǒng)的能源結(jié)構(gòu)早已經(jīng)不適應(yīng)也不能夠滿足當(dāng)今社會的發(fā)展需求，例如天然氣、煤炭、石油等能源，現(xiàn)在勘探已知的儲備最多可以支撐200年的發(fā)展需求。再者化石燃料的大量使用早已經(jīng)使環(huán)境不堪重負(fù)，每年排除的二氧化碳等溫室氣體加快了全球變暖能厄爾尼諾現(xiàn)象的發(fā)生，造成全球大面積酸雨的形成，嚴(yán)重破壞了生態(tài)環(huán)境，同時也為我們的子孫后代埋下了巨大的生存隱患。所以說無論是從解決全球能源危機(jī)來說還是從解決環(huán)境保護(hù)角度問題來說對新能源的開發(fā)利用都已經(jīng)迫在眉睫。迄今所開發(fā)的清潔能源有核能、水能、風(fēng)能、潮汐能、地?zé)崮�、太陽能等，在這些新開發(fā)的能源中太陽能的利用是最具有持續(xù)性也是現(xiàn)在開發(fā)利用最好的能源[1]。對太陽能的開發(fā)利用在已經(jīng)步入實用階段，而太陽能轉(zhuǎn)換為電能是最為常見的使用方法，也是技術(shù)實現(xiàn)比較容易的手段。隨著光伏組件生產(chǎn)工藝水平及并網(wǎng)技術(shù)逐漸提高，建設(shè)光伏電站的條件越來越成熟，發(fā)改委在2007年《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》中決定建設(shè)為期5年的180萬兆瓦中短期建設(shè)目標(biāo)[2]�；�于這樣的背景，位于青海省貴德縣的尼那水電站擬投建安裝容量為8.448MW，占地面積約360畝的大型光伏并網(wǎng)項目，本文以此為背景介紹光伏組件的現(xiàn)狀及未來發(fā)展?fàn)顩r。

　　1.光伏組件發(fā)展現(xiàn)狀

　　目前來說，整體各種類型的光伏蓄電池轉(zhuǎn)換效率為：非晶硅電池14.5%(初始)、12.8%(穩(wěn)定)，單晶硅電池24%(4cm2)，多晶硅電池18.6%(4cm2)，InGaP/GaAs雙結(jié)電池30.28%(AM1)，碲化鎘電池15.8%。從上世紀(jì)60年代，國內(nèi)也開始光伏電池的研究，當(dāng)然也取得了不少讓人值得驕傲的成績。目前來說，我國的光伏電池轉(zhuǎn)換效率為：多晶硅電池14.5%(2cm×2cm)、12%(10cm×10cm)，非晶硅電池8.6%(10cm×10cm)、7.9%(20cm×20cm)、6.2%(30cm×30cm)，二氧化鈦納米有機(jī)電池10%(1cm×1cm)、單晶硅電池20.4%(2cm×2cm)，多晶硅薄膜電池13.6%(lcm×1cm，非活性硅襯底)。

　　從1999年開始到現(xiàn)在大約16年的時間里光伏組件平均每年增長約15%，并且到現(xiàn)在為止呈現(xiàn)增速越來越快的趨勢。從產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方面來看，無論是從提高工藝水平、擴(kuò)大建設(shè)規(guī)模、提高系統(tǒng)的可操作性來說都是為了更好的降低系統(tǒng)組件成本。到07年為止，我國的光伏電池總計產(chǎn)量首次超越日本與歐洲，可商業(yè)化利用的光伏電池的轉(zhuǎn)換效率從10%～13%提高到18%～20%，成為制造光伏電池的世界性工廠，到2011年為止，國內(nèi)電池的海外出貨量達(dá)到全世界的60%，根據(jù)《2013-2017年中國光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》的數(shù)據(jù)顯示，截止到2015年全球累計安裝容量超過70000兆瓦，新裝機(jī)容量為27500兆瓦是2014年的1.5倍[4]。雖然說我國的光伏電池產(chǎn)量已經(jīng)是世界首位，但是這種以清潔環(huán)保著稱的能源并沒有在自己國家中得到很好的開發(fā)利用，加上長年的對外出口，使得我國光伏產(chǎn)業(yè)過多的依賴海外市場，所以推動內(nèi)需，在國內(nèi)大量推廣光伏項目、加大光伏市場的開拓顯得尤為重要。伴隨著國內(nèi)大規(guī)模生產(chǎn)線的逐年遞增，自主產(chǎn)品的質(zhì)量與性能也在逐年提高，所以利用自主品牌的光伏組件作為項目的主要組件足以，同時也是為了促進(jìn)國內(nèi)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，展示國內(nèi)品牌的發(fā)展成果[5]。

　　目前來說，單晶硅、多晶硅光伏組件仍然是市場的主體部分，單晶硅的轉(zhuǎn)換效率一般在17%左右，多晶硅的轉(zhuǎn)換效率一般在19%左右。如圖1所示為單晶硅硅片，如圖2所示為多晶硅硅片。

　　從第一塊光伏電池研發(fā)出來之后，晶體硅電池一直是行業(yè)內(nèi)的霸主地位，至今無人撼動，其成熟的技術(shù)、較為簡單的工藝制造在以后的幾十年里也不會被其他結(jié)構(gòu)組成的光伏電池所取代，當(dāng)然全世界各國的專家學(xué)者也在努力降低生產(chǎn)成本、提高光伏組件的轉(zhuǎn)換效率，也取得了很多成績。我國科學(xué)家在04年研制出了新型硅晶體光伏電池，其轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到25%左右，緊隨其后日本科學(xué)家在07年也研制出了轉(zhuǎn)換效率高達(dá)23%的HIT太陽能光伏電池。晶體硅電池的轉(zhuǎn)換效率的不斷提高，使得晶體硅電池在光伏電池中的地位越來越牢固。如圖3所示為光伏組件由晶體硅電池組成的實物圖。

　　與晶體硅電池相似的有非晶體硅薄膜光伏電池，這種電池成本低，生產(chǎn)方便，其發(fā)展速度也很迅速。盡管成本低、生產(chǎn)方便，但是由于其本身的波長不敏感性造成這種材料制作的光伏電池轉(zhuǎn)換效率只有晶體硅電池的三分之一甚至還不到，而且其光電轉(zhuǎn)換效率隨著時間的增長會出現(xiàn)衰退的現(xiàn)象，使得使用此材料制作的光伏電池在實際的應(yīng)用中很容易出現(xiàn)不穩(wěn)定甚至失效的情況。當(dāng)然，這種非晶體的太陽能電池也具有弱光響應(yīng)好、重量輕、高溫性能好而且對整個光區(qū)的強(qiáng)弱感應(yīng)適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點。在未來的十幾年里，如果能夠突破轉(zhuǎn)換效率低、使用壽命短的技術(shù)難點，有希望占領(lǐng)光伏市場的大部分份額[6]。

　　由于太陽光能量的分布密度小，而且一天之中光能也不是連續(xù)變化的，所以在對太陽光能研究時必須要對其如何進(jìn)行采集、如何進(jìn)行傳輸、如何進(jìn)行存儲進(jìn)行研究。所以有些科學(xué)家提出對分散的太陽能進(jìn)行聚光式的收集，已達(dá)對其集中收集，根據(jù)熱力學(xué)第一定律和第二定律對太陽能聚光能量傳輸和利用系統(tǒng)進(jìn)行熱力學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)理想系統(tǒng)對外輸出功率最大時的集熱溫度為2464K，幾何聚光比為2617，太陽能的轉(zhuǎn)換效率極限值可達(dá)84.9%。也就是說如果跟蹤到不同光譜強(qiáng)度的光線，那么可以對陽光進(jìn)行更有效率的收集。所以說有一種被稱為高倍聚光技術(shù)的材料也許會對未來的光伏行業(yè)帶來革命性的變革，但是這項技術(shù)目前還未成熟，只處于行業(yè)初始階段。其實它的原理就是在晶體硅的基礎(chǔ)之上通過光學(xué)定律對光進(jìn)行折射或者反射，讓能量更為集中地被光伏電池進(jìn)行吸收轉(zhuǎn)換。

轉(zhuǎn)載請注明來自發(fā)表學(xué)術(shù)論文網(wǎng)：http:///jzlw/9504.html