光伏電池板簡介

　　光伏電池板又稱太陽能電池板 Solar panel，是由若干個太陽能電池組件按一定方式組裝在一塊板上的組裝件，通常作為光伏方陣的一個單元。

　　單體太陽電池不能直接做電源使用。作電源必須將若干單體電池串、并聯連接和嚴密封裝成組件。太陽能電池組件（也叫太陽能電池板）是太陽能發電系統中的核心部分，也是太陽能發電系統中最重要的部分。其作用是將太陽能轉化為電能，或送往蓄電池中存儲起來，或推動負載工作。太陽能電池板的質量和成本將直接決定整個系統的質量和成本。

　　光伏電池板特性

　　A：光伏電池（PVcell）主要功能是將太陽的光能轉換成電能，當前是以硅材料為基地的硅太陽能電池，包括單晶硅、多晶硅、非晶硅、多元化合物電池。在效率和壽命方面單晶硅和多晶硅優于非晶硅，多晶硅比單晶硅轉換效率低，但多晶硅價格便宜。晶體磕太陽電池、薄膜太陽電池、硅異質結（HIT）太陽電池等。光伏組件是由多個太陽能電池組合而成，根據實際的功率需求，電壓等級由光伏電池串聯實現，電流輸出由光伏電池并聯實現，光伏陣列是根據電站規模的大小有若干個光伏組件構成。

　　B：光伏電池特性包括光電特性和光化學特性，光化學特性還在萌芽階段，暫不學***能電池工作是基于光電效應原理下，如下圖所示：A是N型硅，B是P型硅，當材料接觸的時候生成一個內部電勢，使得電子只能從B區到A區，當太陽光照射到光伏電池板時，光子帶有足夠的能量使得電子脫離形成空穴或者說是電子—空穴對現，此時內部電勢會將光子釋放的電子送到A區，空穴送到B區，打破了開始的平衡，A區的電子越來越多，當在PN結外部接上回路，就能夠形成電流。實際上只是電子在移動，這個也取決于半導體材料的特性，半導體材料禁帶較窄，電子只需要較小的能量即可脫離束縛，留下空穴，這樣使得周圍的電子區填補空穴，形成電流。（注釋：來源于物理學，赫茲發現，愛因斯坦正確解釋，某些物質在光照的情況下可以生成電子）

　　C：光伏電池板的PV和IV特性

　　光伏電池陣列的組成形式一般有并聯串聯，如下圖所示：還有其他比較復雜的連接方式如SP結構、TCT結構、CTCT連接方式。影響光伏電池陣列的輸出特性主要有光照強度和環境溫度兩個方面，兩個因素進而會影響光伏電池陣列的功率輸出，下面才光伏電池板的V-I特性和V-P特性進行分析：

　　當結溫不變時，短路電流隨著光照的增強逐漸增加，最大功率點也是逐漸增大，開路電壓變化不大；最大功率點對應的輸出電壓基本穩定，為開路電壓的0.8倍左右。當光照強度一定的時候，溫度變化對短路電流的影響不是很大，但對開路電壓影響較大，開路電壓隨著溫度的升高而變小，最大功率點隨著溫度的升高而下降，且最大功率點電壓隨之下降。

　　光伏電池板種類

　　1.單晶硅光伏電池

　　單晶硅太陽能電池的光電轉換效率為15%左右，最高的達到24%，這是目前所有種類的太陽能電池中光電轉換效率最高的，但制作成本很大，以致于它還不能被大量廣泛和普遍地使用。由于單晶硅一般采用鋼化玻璃以及防水樹脂進行封裝，因此其堅固耐用，使用壽命一般可達15年，最高可達25年。

　　2.多晶硅光伏電池

　　多晶硅太陽電池的制作工藝與單晶硅太陽電池差不多，但是多晶硅太陽能電池的光電轉換效率則要降低不少，其光電轉換效率約12%左右 。從制作成本上來講，比單晶硅太陽能電池要便宜一些，材料制造簡便，節約電耗，總的生產成本較低，因此得到大量發展。此外，多晶硅太陽能電池的使用壽命也要比單晶硅太陽能電池短。從性能價格比來講，單晶硅太陽能電池還略好。

　　3.非晶硅光伏電池

　　非晶硅太陽電池是1976年出現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，工藝過程大大簡化，硅材料消耗很少，電耗更低，它的主要優點是在弱光條件也能發電。但非晶硅太陽電池存在的主要問題是光電轉換效率偏低，國際先進水平為10%左右，且不夠穩定，隨著時間的延長，其轉換效率衰減。

　　4.多元化合物光伏電池

　　多元化合物太陽電池指不是用單一元素半導體材料制成的太陽電池。各國研究的品種繁多，大多數尚未工業化生產，主要有以下幾種：

　　a） 硫化鎘太陽能電池

　　b） 砷化鎵太陽能電池

　　c） 銅銦硒太陽能電池（新型多元帶隙梯度Cu（In， Ga）Se2薄膜太陽能電池

　　光伏電池板構成作用

　　1）鋼化玻璃其作用為保護發電主體（如電池片），透光其選用是有要求的，1.透光率必須高（一般91%以上）；2.超白鋼化處理。

　　2）EVA用來粘結固定鋼化玻璃和發電主體（如電池片），透明EVA材質的優劣直接影響到組件的壽命，暴露在空氣中的EVA易老化發黃，從而影響組件的透光率，從而影響組件的發電質量除了EVA本身的質量外，組件廠家的層壓工藝影響也是非常大的，如EVA膠連度不達標，EVA與鋼化玻璃、背板粘接強度不夠，都會引起EVA提早老化，影響組件壽命。

　　3）電池片主要作用就是發電，發電主體市場上主流的是晶體硅太陽電池片、薄膜太陽能電池片，兩者各有優劣晶體硅太陽能電池片，設備成本相對較低，但消耗及電池片成本很高，但光電轉換效率也高，在室外陽光下發電比較適宜薄膜太陽能電池，相對設備成本較高，但消耗和電池成本很低，但光電轉化效率相對晶體硅電池片一半多點，但弱光效應非常好，在普通燈光下也能發電，如計算器上的太陽能電池。

　　4）EVA作用如上，主要粘結封裝發電主體和背板

　　5）背板作用，密封、絕緣、防水（一般都用TPT、TPE等材質必須耐老化，組件廠家都質保25年，鋼化玻璃，鋁合金一般都沒問題，關鍵就在與背板和硅膠是否能達到要求。）

　　6）鋁合金保護層壓件，起一定的密封、支撐作用

　　7）接線盒保護整個發電系統，起到電流中轉站的作用，如果組件短路接線盒自動斷開短路電池串，防止燒壞整個系統接線盒中最關鍵的是二極管的選用，根據組件內電池片的類型

　　不同，對應的二極管也不相同

　　8）硅膠密封作用，用來密封組件與鋁合金邊框、組件與接線盒交界處有些公司使用雙面膠條、泡棉來替代硅膠，國內普遍使用硅膠，工藝簡單，方便，易操作，而且成本很低。

　　光伏電池板參數

　　光伏電池板應用領域

　　1.用戶太陽能電源：（1）小型電源10-100W不等，用于邊遠無電地區如高原、海島、牧區、邊防哨所等軍民生活用電，如照明、電視、收錄機等；（2）3-5KW家庭屋頂并網發電系統；（3）光伏水泵：解決無電地區的深水井飲用、灌溉。

　　2. 交通領域：如航標燈、交通/鐵路信號燈、交通警示/標志燈、宇翔路燈、高空障礙燈、高速公路/鐵路無線電話亭、無人值守道班供電等。

　　3. 通訊/通信領域：太陽能無人值守微波中繼站、光纜維護站、廣播/通訊/尋呼電源系統；農村載波電話光伏系統、小型通信機、士兵GPS供電等。

　　4. 石油、海洋、氣象領域：石油管道和水庫閘門陰極保護太陽能電源系統、石油鉆井平臺生活及應急電源、海洋檢測設備、氣象/水文觀測設備等。

　　5.家庭燈具電源：如庭院燈、路燈、手提燈、野營燈、登山燈、垂釣燈、黑光燈、割膠燈、節能燈等。

　　6.光伏電站：10KW-50MW獨立光伏電站、風光（柴）互補電站、各種大型停車廠充電站等。

　　7.太陽能建筑：將太陽能發電與建筑材料相結合，使得未來的大型建筑實現電力自給，是未來一大發展方向。

　　8.其他領域包括：（1）與汽車配套：太陽能汽車/電動車、電池充電設備、汽車空調、換氣扇、冷飲箱等；（2）太陽能制氫加燃料電池的再生發電系統；（3）海水淡化設備供電；（4）衛星、航天器、空間太陽能電站等。