太陽能電池的種類和太陽能蓄電池的特點(diǎn)

太陽能電池的種類和太陽能蓄電池的特點(diǎn)
最早問世的太陽電池是單晶硅太陽電池。硅是地球上極豐富的一種元素，幾乎遍地都有硅的存在，可說是取之不盡。用硅來制造太陽電池，原料可謂不缺。但是提煉它卻不輕易，所以人們在生產(chǎn)單晶硅太陽電池的同時(shí)，又研究了多晶硅太陽電池和非晶硅太陽電池，至今貿(mào)易規(guī)模生產(chǎn)的太陽電池，還沒有跳出硅的系列。實(shí)在可供制造太陽電池的半導(dǎo)體材料很多，隨著材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、太陽電池的品種將越來越多。目前已進(jìn)行研究和試制的太陽電池，除硅系列外，還有硫化鎘、砷化鎵、銅銦硒等很多類型的太陽電池，舉不勝舉，以下先容幾種較常見的太陽電池。 
電力分析儀| 諧波分析儀| 發(fā)生器| 多用表| 驗(yàn)電筆| 示波表| 電流表| 鉤表| 測試器| 電力計(jì)| 電力測量儀| 光度計(jì)| 電壓計(jì)| 電流計(jì)|
單晶硅太陽電池

單晶硅太陽電池是當(dāng)前開發(fā)得最快的一種太陽電池，它的構(gòu)和生產(chǎn)工藝已定型，產(chǎn)品已廣泛用于空間和地面。這種太陽電池以高純的單晶硅棒為原料，純度要求99.999％。為了降低生產(chǎn)本錢，現(xiàn)在地面應(yīng)用的太陽電池等采用太陽能級的單晶硅棒，材料性能指標(biāo)有所放寬。有的也可使用半導(dǎo)體器件加工的頭尾料和廢次單晶硅材料，經(jīng)過復(fù)拉制成太陽電池專用的單晶硅棒。

將單晶硅棒切成片，一般片厚約0.3毫米。硅片經(jīng)過形、拋磨、清洗等工序，制成待加工的原料硅片。加工太陽電池片，首先要在硅片上摻雜和擴(kuò)散，一般摻雜物為微量的硼、磷、銻等。擴(kuò)散是在石英管制成的高溫?cái)U(kuò)散爐中進(jìn)行。這樣就硅片上形成P?/FONT>N結(jié)。然后采用絲網(wǎng)印刷法，精配好的銀漿印在硅片上做成柵線，經(jīng)過燒結(jié)，同時(shí)制成背電極，并在有柵線的面涂覆減反射源，以防大量的光子被光滑的硅片表面反射掉。因此，單晶硅太陽電池的單體片就制成了。單體片經(jīng)過抽查檢驗(yàn)，即可按所需要的規(guī)格組裝成太陽電池組件（太陽電池板），用串聯(lián)和并聯(lián)的方法構(gòu)成一定的輸出電壓和電流。最后用框架和裝材料進(jìn)行封裝。用戶根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可將太陽電池組件組成各種大小不同的太陽電池方陣，亦稱太陽電池陣列。目前單晶硅太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率為15％左右，實(shí)驗(yàn)室成果也有20％以上的。

多晶硅太陽電池

晶硅太陽電池的生產(chǎn)需要消耗大量的高純硅材料，而制造這些材料工藝復(fù)雜，電耗很大，在太陽電池生產(chǎn)總本錢中己超二分之一。加之拉制的單晶硅棒呈圓柱狀，切片制作太陽電池也是圓片，組成太陽能組件平面利用率低。因此，80年代以來，歐美一些國家投進(jìn)了多晶硅太陽電池的研制。

目前太陽電池使用的多晶硅材料，多半是含有大量單晶顆粒的集合體，或用廢次單晶硅料和冶金級硅材料熔化澆鑄而成。其工藝過程是選擇電阻率為100～300歐姆·厘米的多晶塊料或單晶硅頭尾料，經(jīng)破碎，用1：5的氫氟酸和硝酸混臺液進(jìn)行適當(dāng)?shù)母�蝕，然后用往離子水沖洗呈中性，并烘干。用石英坩堝裝好多晶硅料，加人適量硼硅，放人澆鑄爐，在真空狀態(tài)中加熱熔化。熔化后應(yīng)保溫約20分鐘，然后注進(jìn)石墨鑄模中，待慢慢凝固冷卻后，即得多晶硅錠。這種硅錠可鑄成立方體，以便切片加工成方形太陽電池片，可進(jìn)步材制利用率和方便組裝。多晶硅太陽電池的制作工藝與單晶硅太陽電池差未幾，其光電轉(zhuǎn)換效率約12％左右，稍低于單晶硅太陽電池，但是材料制造簡便，節(jié)約電耗，總的生產(chǎn)本錢較低，因此得到大量發(fā)展。

非晶硅太陽電池

非晶硅太陽電池是1976年有出現(xiàn)的新型薄膜式太陽電池，它與單晶硅和多晶硅太陽電池的制作方法完全不同，硅材料消耗很少，電耗更低，非常吸引人。

制造非晶硅太陽電池的方法有多種，最常見的是輝光放電法，還有反應(yīng)濺射法、化學(xué)氣相沉積法、電子束蒸發(fā)法和熱分解硅烷法等。輝光放電法是將一石英容器抽成真空，充進(jìn)氫氣或氬氣稀釋的硅烷，用射頻電源加熱，使硅烷電離，形成等離子體。非晶硅膜就沉積在被加熱的襯底上。若硅烷中摻人適量的氫化磷或氫化硼，即可得到N型或P型的非晶硅膜。襯底材料一般用玻璃或不銹鋼板。這種制備非晶硅薄膜的工藝，主要取決于嚴(yán)格控制氣壓、流速和射頻功率，對襯底的溫度也很重要。

非晶硅太陽電池的結(jié)構(gòu)有各種不同，其中有一種較好的結(jié)構(gòu)叫PiN電池，它是在襯底上先沉積一層摻磷的N型非晶硅，再沉積一層未摻雜的i層，然后再沉積一層摻硼的P型非晶硅，最后用電子束蒸發(fā)一層減反射膜，并蒸鍍銀電極。此種制作工藝，可以采用一連串沉積室，在生產(chǎn)中構(gòu)成連續(xù)程序，以實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。同時(shí)，非晶硅太陽電池很薄，可以制成疊層式，或采用集成電路的方法制造，在一個平面上，用適當(dāng)?shù)难谀９に嚕�一次制作多個串聯(lián)電池，以獲得較高的電壓。由于普通晶體硅太陽電池單個只有0.5伏左右的電壓，現(xiàn)在日本生產(chǎn)的非晶硅串聯(lián)太陽電池可達(dá)2.4伏。目前非晶硅太陽電池存在的題目是光電轉(zhuǎn)換效率偏低，國際先進(jìn)水平為10％左右，且不夠穩(wěn)定，常有轉(zhuǎn)換效率衰降的現(xiàn)象，所以尚未大量用于作大型太陽能電源，而多半用于弱光電源，如袖珍式電子計(jì)算器、電子鐘表及復(fù)印機(jī)等方面。估計(jì)效率衰降題目克服后，非晶硅太陽電池將促進(jìn)太陽能利用的大發(fā)展，由于它本錢低，重量輕，應(yīng)用更為方便，它可以與房屋的屋面結(jié)合構(gòu)成住戶的獨(dú)立電源。

多元化合物太陽電池

多元化合物太陽電池指不是用單一元素半導(dǎo)體材料制成的太陽電池�，F(xiàn)在各國研究的品種繁多，固然大多數(shù)尚未產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，但預(yù)示著光電轉(zhuǎn)換的滿園春色�，F(xiàn)在扼要先容幾種：

（1）硫化鎘太陽電池--早在1954年雷諾茲就發(fā)現(xiàn)了硫化鎘具有光生伏打效應(yīng)。1960年采用真空蒸鍍法制得硫化鎘太陽電池，光電轉(zhuǎn)換效率為3.5%。到1964年美國制成的硫化鎘太陽電池，光電轉(zhuǎn)換效率進(jìn)步到4％～6％。后來歐洲掀起了硫化鎘太陽電池的研制高潮，把光電效率進(jìn)步到9％，但是仍無法與多晶硅太陽電池競爭。不過人們始終沒有放棄它，除了研究燒結(jié)型的塊狀硫化鎘太陽電池外，更著重研究簿膜型硫化鎘太陽電池。它是用硫化亞銅為阻擋層，構(gòu)成異質(zhì)結(jié)，按硫化鎘材料的理論計(jì)算，其光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)16.4％。中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所于80年代初曾把薄膜硫化鎘太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率做到7.6％。盡管非晶硅薄膜電池在國際上有較大影響，但是至今有些國家仍指看發(fā)展硫化鎘太陽電池，由于它在制造工藝上比較簡單，設(shè)備題目輕易解決。

蓄電池阻抗測試儀LBT3 ( BITE3 )

蓄電池阻抗測試儀LBT2P ( BITE2P )

電池測試儀表3555

電池測試儀表3551

電池測試器TES-33(RS-232)

電池測試儀TES32

電池測試器TES-32A

電池測試儀表3550

電池測試儀表3554

蓄電池阻抗測試儀BITE2

（2）砷化鎵太陽電池--砷化鎵是一種很理想的太陽電池材料，它與太陽光譜的匹配較適合，且能耐高溫，在250℃的條件下，光電轉(zhuǎn)換性能仍很良好，其最高光電轉(zhuǎn)換效率約30％，特別適合做高溫聚光太陽電池。已研究的砷化鎵系列太陽電池有單晶砷化鎵、多晶砷化鎵、鎵鋁砷--砷化鎵異質(zhì)結(jié)、金屬--半導(dǎo)體砷化鎵、金屬--盡緣體--半導(dǎo)體砷化鎵太陽電池等。砷化鎵材料的制備類似硅半導(dǎo)體材料的制備，有晶體生長法、直接拉制法、氣相生長法、液相外延法等。由于鎵比較稀缺，砷有毒，制造本錢高，此種太陽電池的發(fā)展受到影響。

（3）銅銦硒太陽電池--以銅、銦、硒三元化合物半導(dǎo)體為基本材料制成的太陽電池。它是一種多晶薄膜結(jié)構(gòu)，一般采用真空鍍膜、電沉積、電泳法或化學(xué)氣相沉積法等工藝來制備，材料消耗少，本錢低，性能穩(wěn)定，光電轉(zhuǎn)換效率在10％以上。因此是一種可與非晶硅薄膜太陽電池相競爭的新型太陽電池。近來還發(fā)展用銅銦硒薄膜加在非晶硅薄膜之上，組成疊層太陽電池的可能，借此進(jìn)步太陽電池的效率，并克服非晶硅光電效率的衰降

太陽能蓄電池的特點(diǎn)
太陽能中所采用的蓄電池是小電放逐電，天天都接受頻繁的充放電，固需要我們的免維護(hù)鉛酸蓄電池的極板更厚，酸液配比更好。而一般普通汽車用蓄電池，都只適合瞬間的大電放逐電。 

真正合格的，性能好的蓄電池，必須達(dá)到下列先容的水平。

產(chǎn)品特點(diǎn)：	應(yīng)用領(lǐng)域：
＊免維護(hù)無須補(bǔ)液	＊警報(bào)系統(tǒng)
＊適應(yīng)環(huán)境溫度廣-30到45℃	＊應(yīng)急照明系統(tǒng)
＊使用壽命長，一般為3-5年	＊電子儀器、電子系統(tǒng)
＊安全防爆	＊鐵路、船舶
＊無游離電解液，側(cè)倒90度仍可使用	＊郵電通訊
＊內(nèi)阻小，在電放逐電特性好	＊太陽能、風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)
＊自放電小	＊大型UPS及計(jì)算機(jī)備用電源
＊荷電出廠，使用方便	＊消防御用電源
＊獨(dú)特配方，深放電恢復(fù)性能好	＊峰值負(fù)載補(bǔ)償儲能裝置

電池結(jié)構(gòu) 

①電池端子：為高硬度鉛基合金或銅鍍銀端子，耐腐蝕性能好、導(dǎo)電性能優(yōu)良、強(qiáng)度高。 

②外殼：采用ABS外殼，分粘接和熱封兩種，后者尤其適合于振動大，環(huán)境溫度變化大。要求電池使用壽命特別長的場合。

③密封膠：采用三次密封技術(shù)，第一層為鉛套焊接密封，試壓后用堵微孔密封膠密封，最后采用紅黑膠密封，確保電池使用期間不會出現(xiàn)滲酸缺陷。

④安全閥：采用耐酸耐熱性能優(yōu)異的三元乙丙橡膠制成，確保電池使用期間的安全性、可靠性。

⑤極板：其板柵采用耐腐性優(yōu)良的鉛鈣錫基多元合金。

⑥隔板：采用耐酸耐熱性能良好的超細(xì)玻璃纖維制成，防止正負(fù)極短路，保持電解液，緊壓迫極板表面，防止活性物質(zhì)脫落。 

電池性能 

①大電放逐電性能：NP系列電池采用薄型極板，正極板厚度在2.4-2.9mm 之間，同時(shí)采用高孔率活性物質(zhì)配方，極板比表面積大，其適合于大電放逐電。

②壽命：因NP系列電池采用薄型極板，正極柵耐腐蝕性能相對較差，電池使用壽命相對較短，在環(huán)境溫度為25±5℃時(shí)，為5-8年。

③密封反應(yīng)效率：NP系列電池極板薄、片數(shù)多，比表面積大，便于密封反應(yīng)。同時(shí)該類電池氣室較小，一般密封反應(yīng)效率≥98%。