目前国内和国外太阳能单晶硅、多晶硅、非晶硅、薄膜太阳能电池片的光电转换效率是多少呢?如何测量呢?
单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右,最高的达到24%
多晶硅太阳能电池的光电转换效率为12%左右,最高的达到14.8%
非晶硅太阳电池是指薄膜式太阳电池,光电转换效率为10%左右
现在德国的技术最为领先
单晶硅和多晶硅的转换效率已经很难再有大突破,只能从工艺上面考虑了。薄膜电池还有很大的发展潜力。
目前来说单晶硅转化效率量产在18%左右,实验室可以做到22%以上;
多晶硅量产在16左右,实验室可以做到20%;
硅基薄膜电池量产在10%左右,实验室最高可以达15%左右;
CdTe 薄膜电池量产在13%,实验室最高可达15.8;
CIGS薄膜电池量产在15.7%,实验室最高可达19.9%。
太阳能发电之所以能备受推崇、越发广泛利用,很大一部分原因在于它是一种可再生的环保发电方式,发电过程中不会产生二氧化碳等温室气体,不会对环境造成污染,也因此被广泛推广。从当前的太阳能电池种类来看,包括了晶体硅电池、薄膜电池以及其他材料电池。其中硅电池又分为单晶电池、多晶电池和无定形硅薄膜电池等。
对于太阳能电池而言,最重要的参数是光电转换效率,在实验室所研发的硅基太阳能电池中,单晶硅电池效率为25.0%,多晶硅电池效率为20.4%,CIGS薄膜电池效率达19.6%,CdTe薄膜电池效率达16.7%,非晶硅(无定形硅)薄膜电池的效率为10.1%,而在实际应用中效率略低这一水平。
想想赛维和尚德,真是感慨。
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(1)单晶硅太阳能电池
单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右,最高的达到24%,这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的,但制作成本很大,以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装,因此其坚固耐用,使用寿命一般可达15年,最高可达25年。
(2)多晶硅太阳能电池
多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多,但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少,其光电转换效率约12%左右 (2004年7月1日日本夏普上市效率为14.8%的世界最高效率多晶硅太阳能电池)。 从制作成本上来讲,比单晶硅太阳能电池要便宜一些,材料制造简便,节约电耗,总的生产成本较低,因此得到大量发展。此外,多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。从性能价格比来讲,单晶硅太阳能电池还略好。
(3)非晶硅太阳能电池
非晶硅太阳电池是1976年出现的新型薄膜式太阳电池,它与单晶硅和多晶硅太阳电池的制作方法完全不同,工艺过程大大简化,硅材料消耗很少,电耗更低,它的主要优点是在弱光条件也能发电。但非晶硅太阳电池存在的主要问题是光电转换效率偏低,目前国际先进水平为10%左右,且不够稳定,随着时间的延长,其转换效率衰减。
(4)多元化合物太阳电池
多元化合物太阳电池指不是用单一元素半导体材料制成的太阳电池。现在各国研究的品种繁多,大多数尚未工业化生产,主要有以下几种:a) 硫化镉太阳能电池b) 砷化镓太阳能电池c) 铜铟硒太阳能电池(新型多元带隙梯度Cu(In, Ga)Se2薄膜太阳能电池)
Cu(In, Ga)Se2是一种性能优良太阳光吸收材料,具有梯度能带间隙(导带与价带之间的能级差)多元的半导体材料,可以扩大太阳能吸收光谱范围,进而提高光电转化效率。以它为基础可以设计出光电转换效率比硅薄膜太阳能电池明显提高的薄膜太阳能电池。可以达到的光电转化率为18%,而且,此类薄膜太阳能电池到目前为止,未发现有光辐射引致性能衰退效应(SWE),其光电转化效率比目前商用的薄膜太阳能电池板提高约50~75%,在薄膜太阳能电池中属于世界的最高水平的光电转化效率。
光伏板中的单晶硅与多晶硅的区别:
1、转化效率不同
目前单晶硅太阳能电池的光电转换效率为17%左右,最高的达到24%,这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的。多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多,但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少,其光电转换效率约15%左右。
2、制造的成本不同
单晶硅的制作成本很大,以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。从制作成本上来讲,比单晶硅太阳能电池要便宜一些,材料制造简便,节约电耗,总的生产成本较低,因此得到大量发展。
3、使用寿命的不同
多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短,单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装,因此其坚固耐用,使用寿命一般可达15年,最高可达25年。。从性能价格比来讲,单晶硅太阳能电池还略好。
扩展资料:
单晶硅在太阳能电池中得到广泛的应用。高纯的单晶硅是重要的半导体材料,在光伏技术和微小型半导体逆变器技术飞速发展的今天,利用硅单晶所生产的太阳能电池可以直接把太阳能转化为光能,实现了迈向绿色能源革命的开始。
单晶硅太阳能电池的特点:
光电转换效率高,可靠性高;
2.先进的扩散技术,保证片内各处转换效率的均匀性;
3.运用先进的PECVD成膜技术,在电池表面镀上深蓝色的氮化硅减反射膜,颜色均匀美观;
4.应用高品质的金属浆料制作背场和电极,确保良好的导电性。
参考资料来源:
百度百科-光伏板组件
在目前制备的太阳能电池中,单晶硅占32%,多晶硅占58%,薄膜类(主要是非晶的)占7%,其他类占3%。单晶硅的转化效率最高,约为24.7%,且使用年限长。但单晶硅的制作成本过高。多晶硅太阳能电池与单晶硅比较,转换效率稍低,为18.6%,但其成本低廉,且效率高于非晶硅电池。非晶硅薄膜太阳能电池成本低重量轻,便于大规模生产。但其转换效率较低,光衰减现象严重。
单晶硅和多晶硅在太阳能发电中的各自优点:
1, 单晶硅的发电效率高;
2,多晶硅的成本相对低。
一:另外单晶硅和多晶硅在太阳能发电中也各有缺点:
1. 单晶硅的相对成本也高一些;
2.多晶硅的发电效率低。
3.目前单晶硅的效率一般能达到14%左右,而多晶硅只有7%左右。
二: 多晶硅是生产单晶硅的直接原料,是当代人工智能、自动控制、信息处理、光电转换等半导体器件的电子信息基础材料。被称为“微电子大厦的基石”。
多晶硅能效略低,转化效率在15%左右。
这是由于两者的晶格排列形态决定的。单晶硅和多晶硅的区别是当熔融的单质硅凝固时,硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核,如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒,则形成单晶硅。如果这些晶核长成晶面取向不同的晶粒,则形成多晶硅。多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面。例如在力学性质、电学性质等方面多晶硅均不如单晶硅。多晶硅可作为拉制单晶硅的原料。单晶硅可算得上是世界上最纯净的物质了,一般的半导体器件要求硅的纯度六个9以上。大规模集成电路的要求更高,硅的纯度必须达到九个9。人们已经能制造出纯度为十二个9的单晶硅。单晶硅是电子计算机、自动控制系统等现代科学技术中不可缺少的基本材料。
单晶硅是硅的单晶体。具有基本完整的点阵结构的晶体。不同的方向具有不同的性质,是一种良好的半导材料。纯度要求达到99.9999%,甚至达到99.9999999%以上。用于制造半导体器件、太阳能电池等。用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成。单晶硅是一种比较活泼的非金属元素,是晶体材料的重要组成部分,处于新材料发展的前沿。其主要用途是用作半导体材料和利用太阳能光伏发电、供热等。
多晶硅是单质硅的一种形态。熔融的单质硅在过冷条件下凝固时硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核,如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒则这些晶粒结合起来就结晶成多晶硅。从目前国际太阳电池的发展过程可以看出其发展趋势为单晶硅、多晶硅、带状硅、薄膜材料(包括微晶硅基薄膜、化合物基薄膜及染料薄膜)。
9寸单晶转换率大概在18.6%左右;
准单晶(大颗粒)大概在18%左右;
多晶转换率大概在18%左右;
现在新出来的金刚线切割单晶转换率能做到18.92%左右,还有提升空间!
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单晶硅太阳能的光电转换效率最高的达到24%,这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的。但是单晶硅太阳能电池的制作成本很大,以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。多晶硅太阳能电池从制作成本上来讲,比单晶硅太阳能电池要便宜一些,但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少,此外,多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。因此,从性能价格比来讲,单晶硅太阳能电池还略好。
十年来,研究者发现有一些化合物半导体材料适于作太阳能光电转化薄膜。例如CdS,CdTe;Ⅲ-V化合物半导体:GaAs,AIPInP等;用这些半导体制作的薄膜太阳能电池表现出很好光电转化效率。具有梯度能带间隙(导带与价带之间的能级差)多元的半导体材料,可以扩大太阳能吸收光谱范围,进而提高光电转化效率。使薄膜太阳能电池大量实际的应用呈现广阔的前景。在这些多元的半导体材料中Cu(In,Ga)Se2是一种性能优良太阳光吸收材料。以它为基础可以设计出光电转换效率比硅薄膜太阳能电池明显地高的薄膜太阳能电池,可以达到的光电转化率为18%。