今天想带大家认识一下晶体太阳能电池片,让大家对太阳能电池片不再陌生。
首先,我们来看看晶体硅太阳能电池片的外观结构。
找了一张晶体硅太阳能电池片的外形图给大家看看。
晶体硅太阳能电池片分为单晶硅电池片和多晶硅电池片,规格尺寸主要是125mm*125mm、150mm*150mm*、156mm*156mm等几种,厚度一般在170~220μm。电池片表面有很多细的栅线,是电池片表面电极向主栅线汇总的引线,两条宽一点的银白线就是主栅线,也叫电极线或上电极。电池片的背面也有两条银白色的主栅线,叫下电极或背电极。电池片与电池片之间的连接,就是用互连条焊到主栅线上实现。一般正面的电极线是电池片的负极线,背面的电极线是电池片的正极线。硅太阳能电池片无论面积大小(整片或切割成小片),单片的正负极间输出峰值电压都是0.48V左右。而电池片的面积大小与输出电流和发电功率成正比,面积越大,输出电流和发电功率越大。
其次,我们聊聊单晶硅和多晶硅电池片的区别。
单晶硅电池片和多晶硅电池片生产工艺不同,所以它们从外观到电性能都有一些区别。从外观上看:单晶硅电池片四个角呈圆弧状(上图左),表面没有花纹;多晶硅电池片四个角为方角(上图右),表面有类似冰花一样的花纹。
实际应用中,单晶硅电池和多晶硅电池并没有太大区别。它们的寿命和稳定性都很好。不过单晶硅电池的平均转换效率比多晶硅电池的平均转换效率高1%左右。但是由于单晶硅电池只能做成四角是圆弧状的正方形,当组成太阳能电池组件时就有一分部面积填不满,而多晶硅太阳能电池是正方形,不存在这个问题,因此对于太阳能电池组件的效率来讲几乎是一样的。其实,市场上多晶硅电池占有的份额要大一些,因为多晶硅太阳能电池制造过程中消耗的能量要比单晶硅电池少30%左右,制造成本也将大大小于单晶硅电池,所以使用多晶硅太阳能电池将更节能、更环保。
最后,我们聊聊晶体硅太阳能电池片的等效电路。
先来看一张等效电路图。
为便于理解,我们可以形象地把太阳能电池的内部看成是一个光电池和一个硅二极管的复合体,即在光电池的两端并联了一个处于正偏执下的二极管,同时电池内部还有串联电阻和并联电阻的存在。由于二极管的存在,在外电压的作用下,会产生通过二极管PN结的漏电流Id,这个电流与光生电流的方向相反,因此会抵消部分光生电流。串联电阻主要是半导体材料本身的体电阻、扩散层横向电阻、金属电机与电池片体的接触电阻及金属电极本身的电阻几部分组成,其中扩散层横向电阻是串联电阻的主要形式。正常电池片的串联电阻一般小于1Ω。并联电阻又称旁路电阻,主要是由于半导体晶体缺陷引起的边远漏电流、电池表面污染等使一部分本来应该通过负载的电流短路形成电流Ir,相当于有一个并联电阻的作用,因此在电路中等效为并联电阻,并联电阻的阻值一般为几千欧。通过分析说明,太阳能电池的串联电阻越小,并联电阻越大,就越接近于理想的太阳能电池,电池的性能就越好!