光伏发电(PV)

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PV或“太阳能电池板”将太阳光直接转换成直流电。这不同于其他形式的太阳能,如定日镜,被动式太阳能和太阳能热。PV利用半导体材料将光转化为能量。

照片-多西的特写

基础知识:



光伏板由一层薄涂层(例如2微米)的材料,如在背板或“基板”上的硅。玻璃是最常见的基材。掺杂硅上的抗反射涂层沉积在一种有纹理的玻璃上,它能捕获光,所以硅能吸收最大数量的光。



“薄膜太阳能”描述了使用硅或其他半导体沉积在基板上的气相沉积过程。薄膜的优点是它可以集成到很多地方。薄膜可以建造在窗户着色,汽车屋顶,建筑屋顶和许多其他地方。传统的硅板是刚性的,需要专用的安装空间。薄膜的缺点是效率低,化学稳定性差,而且有些薄膜使用有毒物质。


类型的PV:

多晶硅光伏:

最常见和最有效的形式是多晶太阳能电池板。硅晶体可以在玻璃等其他基底上形成。液态硅沉积在一个表面,用一个晶种开始整个区域的结晶。这是最常见的一种光伏电池板,因为它生产成本低,效率最高。

视频-太阳狗太阳能

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非晶硅光伏:

这种硅比多晶硅容易制造,但效率不高。非晶态硅薄膜在薄膜世界中非常普遍。这种形式的硅可以沉积在塑料、玻璃或金属上。

图薄膜

镉碲和铜铟硒(CdTe和CIS):

在撰写本文时,亚利桑那州的第一太阳能公司已经取得了一些最佳的CdTe效率数据,然而晶体硅每年都在飞速发展,可能会取代薄膜太阳能。

历史:

CdTe太阳能电池是第一种可靠的光伏电池,它们被用于美国首个卫星项目“范古尔项目”。今天,有百分之一的薄膜产品中使用了CdTe。通用电气(General Electric)、RCA、贝尔实验室(Bell Labs)、霍夫曼电子(Hoffman Electronics)和西方电气(Western Electric)都在20世纪50年代开发了早期的光伏技术。到1960年,霍夫曼的电子产品效率达到了14%。随着太空竞赛的开始,各种卫星都依赖光伏发电。

1970年代:
PV研究得到了美国政府NREL和喷气推进实验室的广泛资助。到1979年,NASA已经在亚利桑那州帕帕戈印第安人保留地建造了一个太阳能电池板,为一个村庄供电,这是第一个用光伏发电的城镇。

1980年代:
在世界各地(突尼斯、新墨西哥、沙特阿拉伯)建造了更多的设施。全球光伏销售额达到数亿美元。

1990年代:
美国政府的资金继续资助国家可再生能源实验室的光伏研究。

2000年代:
私营公司第一太阳能主导了市场,而薄膜技术则有了新的应用。柔性薄膜太阳能电池阵列在消费者市场上以低成本销售。
中国生产商迅速占领市场,向全球市场倾销低成本的光伏产品。由于缺乏清洁的环保程序和政府补贴,制造成本降低了。
尽管气候恶劣,德国仍在太阳能方面投入巨资,并证明太阳能可以大规模使用。


视频-第一次太阳能电池讲座

太阳能世界,工程挑战:

有一件事是肯定的,那就是太阳领域正在以极其迅速的速度变化,这都是关于效率的数字。亚博体育官方app这个月最新的和最伟大的可能会在几个月后黯然失色。这是一个很难工作的行业,因为公司来来往往。工程师们不断地尝试新的沉积技术、新材料、新处理方法,都是为了寻找突破性的效率。成功的另一个主要因素是找到一种经得起时间考验的材料。薄材料暴露在强大的射线和极端的外部温度下会被外部因素分解,它们也会随着设备内部的化学物质相互反应而分解。这一工程挑战远非容易解决。


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来源:
通用电气(General Electric)
Primestar Solar
丹佛西部
太阳事实和忠告
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