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光伏电池的原理,光电转换效率

  太阳能光伏电池(简称光伏电池)用于把太阳的光能直接转化为电能。地面光伏系统大量使用的是以硅为基底的硅太阳能电池,可分为单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池。在能量转换效率和使用寿命等综合性能方面,单晶硅和多晶硅电池优于非晶硅电池。多晶硅比单晶硅转换效率低,但价格更便宜。下面小编带您了解它的工作原理吧!

  太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。以光电效应工作的薄膜式太阳能电池为主流,而以光化学效应原理工作的太阳能电池则还处于萌芽阶段。太阳光照在半导体p-n结上,形成新的空穴--电子对。在p-n结电场的作用下,空穴由n区流向p区,电子由p区流向n区,接通电路后就形成电流。实现过程:房顶的太阳能板将阳光转换为DC电流。不间断电源(UPS)将该DC能源转换为AC 220V/50Hz。这个电能可以完全用于当地的设备,也可以部分使用,剩余的电能卖给公用事业机构,或全部卖出。强烈建议应防止这一昂贵的设施遭受雷击。

  光电转换效率

  在大气质量为AMl.5的条件下测试,硅太阳能电池的理论光电转换效率的上限值为33%左右:商品硅太阳能电池的光/电转换效率一般为12%~15%;高效硅太阳能电池的光/电转换效率一般为18%~20%。 [2]

  近日从中科院合肥物质科学研究院获悉,该院固体所科研人员近日在钙钛矿太阳能电池领域研究取得新进展,开发了一种无有机电子传输层的新型高效钙钛矿太阳能电池,其利用金属钛作为电子传输层制备的钙钛矿电池的光电转换效率达到18.1%,这是目前金属材料与钙钛矿层直接接触器件所达到的较高效率。

  美国科学家设计出了一款新型太阳能电池并制造出了模型。这种太阳能电池整合了多块电池,这些电池堆叠成能捕获太阳光谱几乎所有能量的单个设备,可将44.5%的直射太阳光转化为电力,有潜力成为世界上较高效的太阳能电池,而目前大多数太阳能电池的光电转化效率只为25%。