什么是太阳能电池？

时间：2021-12-03

太阳能电池

太阳能电池是一种将光能转化为电能的装置。一般用于光伏电站、供电不方便的用电场所；例如：太阳能路灯、庭院照明、太阳能信号灯、室外气象监测、地质监测、水库水利监测、小型基站等。

分类

太阳能电池目前主要使用的是硅太阳能电池，在应用中占主导地位。

硅太阳能电池

硅太阳能电池是以硅半导体材料制成的大面积PN结经串联、并联构成。在N型材料层面上制作金属栅线作为接触电极，背面也制作金属膜作为接触电极，这样就形成了太阳能电池板。为了减少光的发射损失，一般在表面覆盖一层减反射膜。主要为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池。

单晶硅太阳能电池

单晶硅太阳能电池转换效率较高，其实验较高转换效率为25%，实际使用转换效率约为18%，使用寿命为15~25年，成本高。在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位。

多晶硅太阳能电池

多晶硅太阳能电池转换效率稍低，其实验较高转换效率为20%，实际使用转换效率约为15%。使用寿命比单晶硅要低，成本低。目前很多光伏厂家已经大量生产多晶硅。

非晶硅太阳能电池

非晶硅太阳能电池成本低廉，弱光效应好，但转换效率低小于10%，使用寿命短，稳定性差材料易引发光电效率衰退效应，影响它的实际使用。

太阳能电池的使用

太阳能电池一般不是单独使用的，需要配备光伏控制器，蓄电池来组成一套太阳能电源。

太阳能电池板是太阳能光伏发电系统中的较核心部分，将太阳能转化为电能，通常采用单晶硅或多晶硅面板。由于单晶硅电池使用寿命长（一般可达20年）、光电转换效率高，是较常用的电池。

光伏控制器主要是保护蓄电池，具有过充过放保护，电能输出控制，充电涓流保护，温度补偿及防雷等功能。太阳能电池板对蓄电池充电时，如果蓄电池电压达到峰值继续高压充电的话容易造成蓄电池损坏；但是此时停止充电的话，蓄电池又无法饱和；所以控制器在充电到峰值电压后会立即降压，然后进入涓流充电状态，保证了蓄电池可以稳定于饱满状态；有效的保护蓄电池，使其寿命更长。

蓄电池储存由太阳能电池板转化过来的电能，通常采用锂电池或铅酸电池。由于太阳电池产生的电是直流电，如果提供电力给家用电器使用则需加装逆变器（直流电转交流电）。

注意事项

什么是光伏效应，太阳能是如何产生电的？

当光照射到半导体PN结上时，半导体PN结吸收光能后，两端产生电动势，这种现象称为光伏效应。由于PN结耗尽区存在着较强的内建电场，因而产生在耗尽区中的电子和空穴，在内建静电场的作用下，各向相反方向运动，离开耗尽区，结果使P区电势升高，N区电势降低，PN结两端形成光生电动势，这就是PN结的光生伏效应。

太阳能电池板使用寿命

太阳能电池板的使用寿命由材质决定，硅太阳能板一般使用寿命15~25年，但随着环境的影响，太阳能电池板的材料会随着时间的变化而老化。一般情况下用到20年功率会衰减30%，用到25年功率会衰减70%。

太阳能发电板不用蓄电池能用吗？

太阳能发电板只是将光能转变成电能的装置，无法储存电能。在光线强的时候，能产生较高的电动势；光线弱的时候只能产生较低的电动势。输出的电压很不稳定，无法正常为用电设备供电。通过电压转换模块将太阳能发电板产生的不稳定电压，转变成适宜为蓄电池充电的电压，向蓄电池充电。用电设备则是从蓄电池取得相对稳定的供电电压。

太阳能给蓄电池充电的时候，可以同时向设备供电吗？

在这样的情况下，负载使用的电力会**直接使用太阳能电池的电，剩余的充到蓄电池里；相反，如果太阳能电池的电量不够，会同时从蓄电池内取电。

太阳能电池在南方和北方使用有什么不一样的地方？

太阳能光伏发电效率受到太阳辐射量因素的影响。在纬度高的地区太阳的高度角就会越小，太阳的辐射强度就会越弱；在纬度低的地区，太阳高度角就会越大，这样太阳的辐射强度就会越强，因此在纬度低的地区，太阳能发电效率会更高。

海拔高度越高时，空气就越稀薄，大气透明度就越高，太阳光对于地面的辐射就会强。因此海拔越高，太阳辐射能量也就越大，更加适合太阳能光伏发电。

日照时数也是影响地面太阳能的一个重要因素。一般日照时间长，地面所获得的太阳总辐射量就多。

太阳能户外装备

太阳能户外装备通常是采用单晶硅太阳能板，可折叠，方便携带；但是价格较贵，一块20W发电功率的太阳能板，大约是2-3个大容量充电宝价格。

太阳能板可以用室内灯光发电吗？

非晶硅太阳能电池可以在室内灯光下发电，但是离标准条件而言发电量减弱很多。一般用于在室内或光照强度不高的环境下使用的小型电子产品，例如计算器、电子手表、摇摆器、电子体重计、电子速度计、汽车防盗器等。

如何分辨单晶硅、多晶硅，非晶硅电池？

从外观上看，单晶硅电池的四个角呈现圆弧状，表面没有花纹；而多晶硅电池的四个角呈现方角，表面有类似冰花一样的花纹；而非晶硅电池也就是我们平时说的薄膜组件，它不像晶硅电池可以看出来栅线，表面就如同镜子一般清晰、光滑。

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