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什么是聚光太阳电池

放大字体 缩小字体 发布日期:2011-10-18 09:32:23   来源:全球新能源网资讯  编辑:www.xny365.com/  浏览次数:1343
核心提示: 聚光型太阳能电池主要材料是[砷化镓](GaAs),也就是三五族(III-V)材料,一般硅晶材料只能够吸收太阳光谱中400~1,100nm波长之能量 聚光太阳电池是降低太阳电池利用总成本的一种措施。它通过聚光器而使较大面积的阳光会聚在一个较小的范围内,形成"焦斑"或"焦带

        聚光型太阳能电池主要材料是[砷化镓](GaAs),也就是三五族(III-V)材料,一般硅晶材料只能够吸收太阳光谱中400~1,100nm波长之能量,而聚光型不同于硅晶圆太阳能技术,透过多接面化合物半导体可吸收较宽广之太阳光谱能量,目前以发展出三接面InGaP/GaAs/Ge的聚光型太阳电池可大幅提高转换效率,三接面聚光型太阳电池可吸收300~1900nm波长之能量相对其转换效率可大幅提升,而且聚光型太阳能电池的耐热性比一般晶圆型太阳能电池又来的高。

       聚光太阳电池是降低太阳电池利用总成本的一种措施。它通过聚光器而使较大面积的阳光会聚在一个较小的范围内,形成"焦斑"或"焦带",并将太阳电池置于这种"焦斑"或"焦带"上,以增加光强,克服太阳辐射能流密度低的缺陷,从而获得更多的电能输出。因此,首先要考虑聚光器的结构、跟踪装置和散热措施。 通常聚光器的倍率大于几十,其结构可采用反射式或透镜式。反射式有槽形平面聚光器和抛物面聚光器;透镜式则多选用菲涅耳透镜。

       聚光器的跟踪一般用光电自动跟踪。散热方式可以是气冷或水冷,有的与热水器结合,既获得电能,又得到热水。 用于聚光太阳电池的单体,与普通太阳电池略有不同,因需耐高倍率的太阳辐射,特别是在较高温度下的光电转换性能要得到保证,故在半导体材料选择、电池结构和栅线设计等方面都要进行一些特殊考虑。

        最理想的制造聚光太阳电池的材料为砷化镓,因为它的禁带宽度和载流子浓度均适合于在强光下工作。其次是单晶硅材料。在电池结构方面,聚光电池的P-n结构要求较深,普通太阳电池多用平面结构,而聚光太阳电池常采用垂直结构,以减少串联电阻的影响。同时,聚光电池的栅线也较密,典型的聚光电池的栅线约占电池面积的10%。

        聚光太阳电池技术的研究始于二十世纪七十年代,美国的Sandia 实验室在二十世纪七十年代中期发表了第一篇对效率为12.7% 光强 50 倍(50 Suns)的 1kWp 聚光型太阳光电转换系统的研究文章 与此同时,美国的 Spectrolab 公司也研制出效率为 10.9%光强 25 倍的 10kWp 聚光型太阳光电转换系统 随即与 Sandia 实验室类似的聚光型太阳光电转换系统也很快的在法国 意大利 西班牙等地研发并安装 到 1989 年聚光型太阳光电转换系统的转换效率首次突破 30% 过去。

        由于聚光型太阳光电转换系统的转换效率低 可靠性差,因此其推广应用难以普及 随着聚光型太阳光电转换系统研制水平的不断提高, 2002 年已有安装 300kW 的聚光型太阳光电转换系统成本为 6 美元/瓦 (美国Arizona Public Services(APS))的报道,并预期未来数年其成本可再下降至 1.5 美元/瓦 能与现有市电竞争的潜力使得聚光太阳电池技术受到更多的瞩目在 2004 年聚光型太阳光电转换系统只有不到 1MW 的安装量,但到了 2006 年已有 18MW 的新产能计划投入 与此同时,有许多厂商也开始注意到此市场的潜力,包括太阳光电产业龙头 SHARP 及Isofoton 也开始发展聚光太阳电池技术。
 
关键词: 聚光太阳能电池 聚光器 热水器

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