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太阳能电池

信息来源:nooeoo.com  时间:2010-06-15  浏览次数:110

  太阳电池
  硅太阳电池是最常用的卫星电源,从1970年代起,由于空间技术的发展,各种飞行器对功率的需求越来越大,在加速发展其他类型电池的同时,世界上空间技术比较发达的美、日和欧空局等国家,都相继开展了高效硅太阳电池的研究。以日本SHARP公司、美国的SUNPOWER公司以及欧空局为代表,在空间太阳电池的研究发展方面领先。其中,以发展背表面场(BSF)、背表面反射器(BSR)、双层减反射膜技术为第一代高效硅太阳电池,这种类型的电池典型效率最高可以做到15%左右,目前在轨的许多卫星应用的是这种类型的电池。
  年代中期,为解决这些问题,高效电池的制作引入了电子器件制作的一些工艺手段,采用了倒金子塔绒面、激光刻槽埋栅、选择性发射结等制作工艺,这些工艺的采用不但使电池的效率进一步提高,而且还使得电池的应用成为可能。特别在解决了诸如采用带通滤波器消除温升效应以后,这类电池的应用成了空间电源的主角。中国太阳能产业联盟网
  虽然很多工艺技术是由一些研究所提出,但却是在一些比较大的公司得到了发扬光大,比如倒金子塔绒面、选择性发射结等工艺是在澳大利亚新南威尔士大学光伏研究中心出现,但日本的SHARP公司和美国的SUNPOWER公司目前的技术水平却为世界一流,有的技术甚至已经移植到了地面用太阳电池的大批量生产。
  为了进一步降低电池背面复合影响,背面结构则采用背面钝化后开孔形成点接触,即局部背场。这些高效电池典型结构为PERC、PERL、PERT、PERF[1],其中前种结构的电池已经在空间获得实用。典型的高效硅太阳电池厚度为100μm,也被称为NRS/BSF(典型效率为17%)和NRS/LBSF(典型效率为18%),其特征是正面具有倒金子塔绒面的选择性发射结构,前后表面均采用钝化结构来降低表面复合,背面场采用全部或局部背场。实际应用中还发现,虽然采用局部背场工艺的电池要普遍比NRS/BSF的电池效率高一个百分点,但通常局部背场的抗辐照能力比较差。中国太阳能产业联盟网
  到了上世纪90年代中期,空间电源工程人员发现,虽然这种类型电池的初期效率比较高,但电池的末期效率比初期效率下降25%左右,限制了电池的进一步应用,空间电源的成本仍然不能很好地降低。中国太阳能产业联盟网
  为了改变这种情况,以SHARP为首的研究机构提出了双边结电池结构,这种电池的出现有效地提高了电池的末期效率,并在HES、HES-1卫星上获得了实际应用。
  随着空间科学和技术的发展,对空间电源提出了更高的要求。80年代初期,前苏联、美国、英国、意大利等国开始研究GaAs基系太阳电池。80年代中期,GaAs太阳电池已经用于空间系统,如1986年前苏联发射的“和平号”空间站,装备了10KW的GaAs太阳电池,单位面积比功率达到180W/㎡。8年后,电池阵输出功率总衰退不大于15%。
  聚光太阳电池中国太阳能产业联盟网
  一般认为,现代聚光PV开始于1970年代末悉尼国家实验室,采用了点聚焦非涅耳透镜硅电池双轴跟踪结构,随后并研制了几个原型。在1980年代,很多研究机构进行了一系列成功的实验,在聚光技术方面取得了突破性进展,如非涅耳透镜、棱形玻璃盖片等。在1990年代中期,线聚焦Fresenel透镜聚光阵技术已经成功地用于SCARLET太阳电池阵,电池为GaInP/GaAs/Ge三结电池,聚光阵的功率密度大于200 W/㎡,比功率大于45 W/kg。线聚焦Fresenel透镜聚光阵已经用于DEEPSPACE-1。中国太阳能产业联盟网
  由于三结GaAs太阳电池有很好的高温特性(为高电压低电流器件),通过聚光将显著提高电池电流输出,特别在实现高倍聚光后,可获得更高的功率输出。因此,以三结砷化镓太阳电池为主要部件的聚光太阳电池以其高效率(可达到40%以上)、高温性能好(工作温度每升高1?C性能仅下降0.2%,可在200?C情况下正常工作,聚光倍数可达500倍以上)等特点被国际公认为最有发展前途和最具商用价值的新一代太阳能器件。
  × 太阳能路灯
  太阳能路灯是一种利用太阳能作为能源的路灯,因其具有不受供电影响,不用开沟埋线,不消耗常规电能,只要阳光充足就可以就地安装等特点,因此受到人们的广泛关注,又因其不污染环境,而被称为绿色环保产品。太阳能路灯即可用于城镇公园、道路、草坪的照明,又可用于人口分布密度较小,交通不便经济不发达、缺乏常规燃料,难以用常规能源发电,但太阳能资源丰富的地区,以解决这些地区人们的家用照明问题。
  太阳能硒光电池
  日本制成了世界上第一架太阳能照相机,重量仅有475克,机内装有先进的太阳能电池系统,其蓄电池可连续使用4年。美国一家公司生产了一种新型的135太阳能照相机,它的光圈、速度均由微电脑自动控制,电力则由太阳能硒光电池提供,只要有光线就能供电使用。
  太阳能产业联盟
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