太阳能电池板的工作原理

太阳能电池板的设备及其操作原理取决于制造它的材料和技术。因此，有必要了解主要选项的特点，以便了解它们的区别并选择合适的解决方案来使用。所有数据都与优质产品相关，廉价电池可能不符合规定的参数，因为它们通常是在违反技术的情况下制造的。

刚性太阳能电池板的标准设计。

术语

该领域使用的主要术语：

1. 太阳能 - 使用面板时从太阳获得的电能。
2. 日照 - 显示垂直于光线的每平方米表面接收到多少阳光。
3. 光伏电池 - 能够将阳光转化为电能的模块。通常产生 1 到 2 瓦的能量，但有更多的生产选择。
4. 光伏系统 - 一套将太阳光转化为电能的设备。
5. 太阳能电池或面板是一组光伏电池，它们组合在一起形成一个大模块，并以串联或串并联方式连接。通常，单个电池包含 36 到 40 节。
6. 阵列 - 连接几个太阳能电池板以获得所需的电流量。
7. 框架模块 - 铝框架结构，耐用且气密。
8. 无框架元素 - 灵活的版本，它们用于较低负载的条件。
9. 千瓦时 (kW) - 电能的标准度量。
10. Efficiency（效率）——太阳能电池板。表示有多少照射到地表的太阳能转化为电能。通常，该指标为 15-24%。
11. 退化 - 由于自然原因导致太阳能电池容量降低。以原始值的百分比来衡量。
12. 高峰负荷是需要最大电量的时间。
13. 晶体硅是制造太阳能电池板的原材料。当今最常见和最耐用的选择。
14. 无定形硅 - 通过蒸发施加到表面并覆盖有保护性组合物的组合物。
15. 半导体 - 在特定条件下可以传导电流的物质。这包括用于制造太阳能电池的大部分新材料。
16. 逆变器 - 用于将直流电转换为交流电的设备。
17. 控制器 - 调节太阳能模块的输出电压，为电池正确充电。

俄罗斯境内的日照地图。

这些只是最常用的术语，还有其他选项。但即使了解基础知识也会帮助您更好地理解该主题。

质量类别

要评估太阳能电池板的质量，我们必须首先找出用于生产光伏电池的原材料的等级。这决定了成品的效率和使用寿命。主要有四个类：

1. 甲级 - 最好的等级，没有任何损坏和裂缝。填充的均匀性和表面的光滑度保证了高性能，这通常甚至高于文档中的说明。此外，该变体的降解率最低，可以长时间保持良好的性能。
2. 乙级 质量稍差，可能有表面缺陷。但是，它通常用于生产性能与 A 级相当的产品。退化指数更差，因此它更快地失去其初始特征。
3. C级 - 选项，可能有相当严重的缺陷 - 从裂缝到芯片和其他损坏。就价格而言，此类模块要便宜得多，但效率不超过 15%。适用于小负载的廉价解决方案。
4. D级 - 本质上，这是光伏电池制造后留下的废料，不应该用来制造电池。但许多不太诚实的制造商，尤其是来自亚洲的制造商，在生产中使用它们。此选项的性能极差。

最好选择第一个选项，在极端情况下，第二个就可以了。只有他们才能提供正常的效率并长期服务。

太阳能电池板上的保护膜也应该是高质量的。

EVA覆膜材料是一种特殊的薄膜，位于正面，可以在反面使用。主要目的是在不干扰阳光的情况下保护工作元件免受不利影响。质量变体服务约 25 年，低质量 - 从 5 到 10 年。肉眼无法确定品种，因此从价格出发更容易 - 优质的选择不会低。

该视频以阳光为例，展示了电流是如何产生的。

工作原则

解释太阳能电池板的特点是相当困难的，但可以理解一般要点：

1. 当阳光照射到光电池上时，非平衡电子-空穴对开始在那里形成。
2. 由于电子过剩，它们开始移动到半导体的下层。
3. 在外部电路中产生电压。正极出现在p层的接触处，负极出现在n层的接触处。
4. 如果电池组连接到光伏电池，则会形成一个闭合圆圈，并且不断移动的电子为电池组提供逐渐充电。
5. 传统的硅组件是单过渡电池，只能从一定光谱的太阳光中产生能量。正因为如此，设备的效率低下。
6. 为了解决这个问题，厂商开发了级联版本；它们可以从太阳光谱的不同光线中获取能量。这提高了效率，但由于生产成本高，这种面板的价格要高得多。
7. 未转化为电能的能量被转化为热能，因此太阳能电池板在此过程中加热到 55 度，而半导体板加热到 180 度。随着天气越来越热，太阳能电池板的效率会降低。

最简单的太阳能电池板示意图。

顺便一提！ 太阳能电池板在晴朗的冬季最为有效，此时光线充足且低温使表面变冷。

它们是由什么制成的

要研究太阳能电池板的结构，有必要了解主要品种，因为生产技术因使用的原材料而异：

1. 碲化镉电池.碲化镉用于制造薄膜模块。几百微米的层足以获得大约11％或略高的效率。坦率地说，它的费率很低，但在重新计算时每 1 瓦的功率成本至少比传统的硅选择便宜 30%。此外，这个品种更薄更轻。
2. 类型 CIGS.该缩写表示该组合物包括铜、铟、镓和硒。我们得到了一种也应用于小层的半导体，但与第一种选择不同的是，这里的效率要高一个数量级，达到 15%。
3. GaAs 和 InP 类型 类型的特点是能够施加5-6微米的薄层，效率约为20%。这是太阳能发电技术中的一个新词。由于工作温度高，电池会变得非常热而不会降低性能。但由于生产中使用稀土材料，这种类型的成本很高。
4. 量子点电池 (QDSC).他们使用量子点作为太阳能转换的吸收材料，而不是传统的块状材料。由于带隙调谐的特性，可以制造更有效地吸收太阳能的多跃迁模块。
5. 非晶硅 通过蒸发施加并且具有异质结构。它不是很有效，但均匀的表面非常擅长吸收甚至散射的光。
6. 多晶 变体是通过将硅熔化并在特定条件下冷却以产生单向晶体而制成的。由于生产成本低且效率高，这是最常见的解决方案之一。
7. 单晶 细胞由切成薄板并与磷合金化的单晶组成。最持久的解决方案，具有低降解率和至少 30 年的使用寿命，但通常更长 10-15 年。

就每千瓦电力的成本而言，碲化镉电池是最有利可图的。

顺便一提！ 这个或那个变体的效率取决于生产技术，因此应该指定。

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太阳能电池板的类型和安装方法

 

太阳能电池板的优点和缺点

每种类型都有自己的特点，选择时要综合考虑，决定哪种类型最合适：

1. 单晶面板具有最高的效率并节省模块放置空间。它们至少可以使用 25 年并慢慢失去动力。同时表面对污垢非常敏感，应经常清洁。而且价格是所有基于硅的选项中最高的。
2. 多晶变体不能有效吸收太阳光线，但在漫射光下效果更好。就价格质量比而言，它们更有利可图，但由于效率较低，它们占用了更多空间。
3. 非晶硅电池可以放置在任何地方，包括建筑物的墙壁上，因为它们擅长吸收漫射光。效率低，价格低，因此可以用作经济的选择。同时，它们可以使用很长时间，并且不那么害怕表面污染。
4. 稀土选项有类似的优点和缺点，所以我们可以一起考虑。效率优于经典面板，可贴膜，使用方便。它们的温度范围更大，因此加热不会影响性能。但由于价格高昂且金属稀有，此类期权并未大量使用。

在墙壁上放置的选项简化了安装工作。

在哪里使用

所有考虑过的选项都可以安装在私营部门，以从太阳能获取电力并节省能源，甚至实现完全自主。在使用方面，有一些简单的准则需要考虑：

1. 单晶和多晶选项最好放置在屋顶或地面上，之前已经以直角构建了框架。倾斜角度最好是可调的，这样您就可以根据太阳进行调整。
2. 胶片模块可以放置在任何地方，无论是在墙上还是在 屋顶.即使光线没有以正确的角度撞击表面，它们也能很好地工作，这非常重要。
3. 在工业规模上，薄膜电池也是首选，因为它们更便宜且更易于安装。

对于大量工作，胶片选项更易于安装。

太阳能电池板的品种繁多，但由于价格低廉、性能好，传统的硅模型占据了大约 90% 的市场。您也可以选择其中一种半导体解决方案，但随后您将不得不多花一倍半到两倍的钱。