太阳能光伏技术1
太阳能光伏技术详解
太阳能光伏技术详解1．太阳能概况太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，生物质能、风能、海洋能、水能等都来自太阳能，广义地说，太阳能包含以上各种可再生能源。
太阳能作为可再生能源的一种，则是指太阳能的直接转化和利用。
通过转换装置把太阳辐射能转换成热能利用的属于太阳能热利用技术，再利用热能进行发电的称为太阳能热发电，也属于这一技术领域；通过转换装置把太阳辐射能转换成电能利用的属于太阳能光发电技术，光电转换装置通常是利用半导体器件的光伏效应原理进行光电转换的，因此又称太阳能光伏技术。
二十世纪50年代，太阳能利用领域出现了两项重大技术突破：一是1954年美国贝尔实验室研制出6％的实用型单晶硅电池，二是1955年以色列Tabor提出选择性吸收表面概念和理论并研制成功选择性太阳吸收涂层。
这两项技术突破为太阳能利用进入现代发展时期奠定了技术基础。
70年代以来，鉴于常规能源供给的有限性和环保压力的增加，世界上许多国家掀起了开发利用太阳能和可再生能源的热潮。
1973年，美国制定了政府级的阳光发电计划，1980年又正式将光伏发电列入公共电力规划，累计投入达8亿多美元。
1992年，美国政府颁布了新的光伏发电计划，制定了宏伟的发展目标。
日本在70年代制定了“阳光计划”，1993年将“月光计划”（节能计划）、“环境计划”、“阳光计划”合并成“新阳光计划”。
德国等欧共体国家及一些发展中国家也纷纷制定了相应的发展计划。
90年代以来联合国召开了一系列有各国领导人参加的高峰会议，讨论和制定世界太阳能战略规划、国际太阳能公约，设立国际太阳能基金等，推动全球太阳能和可再生能源的开发利用。
开发利用太阳能和可再生能源成为国际社会的一大主题和共同行动，成为各国制定可持续发展战略的重要内容。
自“六五”以来我国政府一直把研究开发太阳能和可再生能源技术列入国家科技攻关计划，大大推动了我国太阳能和可再生能源技术和产业的发展。
二十多年来，太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发展，成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一。
太阳能光伏技术手册
太阳能光伏技术手册太阳能光伏技术是一种利用太阳能转化为电能的可再生能源技术。
本手册将详细介绍太阳能光伏技术的原理、组件、系统设计和维护等方面的知识，以帮助读者更好地了解和应用太阳能光伏技术。
一、太阳能光伏技术简介太阳能光伏技术是指利用太阳光的辐射能量，通过太阳能电池将其转化为直流电能的一种技术。
太阳能电池是太阳能光伏系统的核心组件，由多个具有半导体特性的光电汇流条组成。
太阳能光伏技术具有清洁、环保、可再生的特点，是未来能源发展的重要方向。
二、太阳能光伏技术原理1. 光电转换原理太阳能电池的工作原理是基于光电效应，即当太阳光照射到太阳能电池的表面时，光子的能量会激发材料中的电子，形成电子空穴对。
电子空穴对会在太阳能电池的内部产生电场，从而将光能转化为电能。
2. 材料选择与能带理论太阳能电池的材料选择非常重要，常用的材料包括单晶硅、多晶硅和非晶硅等。
这些材料具有不同的能带结构，能带之间的能量差决定了材料对太阳光的吸收能力和转换效率。
三、太阳能光伏组件1. 太阳能电池太阳能电池是太阳能光伏系统的核心组件，根据材料和结构的不同可分为单晶硅、多晶硅和非晶硅太阳能电池。
太阳能电池的特点是耐用、可靠，但成本较高。
2. 光伏模块光伏模块是由多个太阳能电池串联而成，具有较高的电压和电流输出，可直接供电给终端设备或者储存于电池组中。
光伏模块的特点是安装灵活、维护简单。
四、太阳能光伏系统设计1. 系统组成太阳能光伏系统由太阳能电池、光伏模块、逆变器、电池组、控制器和电源传输线路等组成。
不同的系统组成可以满足不同场景下的应用需求。
2. 系统规模和布局太阳能光伏系统的规模和布局要根据实际需求和可行性评估进行设计。
包括太阳能电池和光伏模块的安装角度和朝向、逆变器和电池组的位置选择等。
五、太阳能光伏系统维护1. 清洁保养定期清洁太阳能电池和光伏模块的表面，保持其光吸收效果，提高发电效率。
需要注意安全操作，防止触电和损坏组件。
太阳能光伏技术的研究与应用
太阳能光伏技术的研究与应用一、太阳能光伏技术的介绍太阳能光伏技术是指利用半导体材料将太阳能转化为直流电能的技术。
它是未来发展的核心技术之一，可以为能源转型做出巨大贡献。
太阳能光伏技术的主要应用领域包括电力、建筑、交通、农业、军事等。
二、太阳能光伏技术的研究1.半导体材料研究太阳能光伏技术的核心是半导体材料。
目前，最常用的半导体材料是硅。
硅片是太阳能电池板的主要组成部分，对太阳能电池板产生至关重要的影响。
硅片质量的提升能够提高太阳能电池板的效率、降低成本。
2.太阳能电池板效率提升研究太阳能电池板的效率提高是太阳能光伏技术研究的重点。
目前，太阳能电池板的效率已经超过了25%，但是现有的太阳能电池板还远远不能满足实际应用的需求。
为了提高太阳能电池板的效率，需要在光电转换效率、反射损耗、电子回流等方面进行优化。
3.新材料研究在既有的太阳能光伏技术已经达到了一定的水平之后，人们开始寻找新的能够提高太阳能电池板效率的材料。
例如，钙钛矿是一种新材料，其能够将太阳能电池板的效率提高到更高的水平。
三、太阳能光伏技术的应用1.电力领域太阳能光伏技术在电力领域的应用主要是以太阳能发电为主。
目前，太阳能发电已经成为了一种重要的可再生能源。
太阳能发电可以根据实际需要灵活安装，无论是在城市、农村，还是在区域偏远的山区，都可以进行布设。
太阳能发电的优势在于，它无污染、无噪音、长寿命、使用维护成本低等。
2.建筑领域太阳能光伏技术在建筑领域的应用主要是建筑一体化。
太阳能电池板可以集成到建筑材料中，例如墙面、窗户、屋顶等。
这种建筑一体化的太阳能电池板不仅具有实际的发电功能，还可以增加建筑的美观性和可持续性。
3.交通领域太阳能光伏技术在交通领域的应用主要是太阳能汽车。
太阳能汽车利用太阳能电池板将太阳能转化为电能，供电车辆行驶。
太阳能汽车具有无污染、节能、零排放等优点，是未来发展的重点之一。
4.农业领域太阳能光伏技术在农业领域的应用主要是太阳能灌溉。
太阳能光伏技术的原理和应用
太阳能光伏技术的原理和应用太阳能光伏技术是将太阳能转换为电能的一种技术，并且是目前唯一能够将太阳能转化为电能的技术。
随着人们对能源领域的研究以及环保意识的不断提高，太阳能光伏技术在近几年得到了广泛的应用。
太阳能光伏技术的原理太阳能光伏技术是靠光生电效应来产生电能的。
当光子照射到光伏材料上时，能够激发材料中电子的运动，并使电子跃迁到导带上，产生电流。
这个过程需要利用半导体材料的特性，通过添加杂质来形成p-n结。
p-n结两边的材料具有互补的导电性质，正负载流也就在这一区域分离，从而形成一个正电荷区和一个负电荷区。
当光子照射到这个区域时，就可以激活自由电子，并在n 型区域产生电流，从而达到将太阳能转化为电能的效果。
太阳能光伏技术的应用太阳能光伏技术的应用范围非常广泛，目前已经被应用于各种领域，包括居住建筑、商业建筑、公共建筑、交通枢纽等等。
其中最主要的应用领域是太阳能光伏电站和太阳能光伏屋顶。
太阳能光伏电站是将多个太阳能电池板组成的电池阵列直接安装在地面或屋顶上的设施，通过光伏电池板吸收太阳光线发电。
目前市面上有很多种光伏板，根据材料的不同可以分为单晶硅、多晶硅、非晶硅、有机薄膜、染料敏化和量子点太阳能电池六种。
太阳能光伏电站的优点是清洁、绿色、节能、环保、可再生，可以有效地减少对环境的污染。
此外，它不需要燃料，也不会造成噪音和挥发性有害物质的排放，对大气、水体等环境也不会造成危害。
因此，太阳能光伏电站在全球范围内已经被越来越多的人所认可和接受。
太阳能光伏屋顶是指将太阳能光伏电池板安装在住宅、商业和公共建筑屋顶上，充分利用太阳能资源并将其转化为电能。
由于光伏电池板的安装可以利用房屋本身的空间，不占用其他陆地资源，因此相比太阳能光伏电站，太阳能光伏屋顶可以更好地实现节能减排的目的。
太阳能光伏技术是未来能源的发展方向，随着技术的不断发展和成熟，其应用领域会越来越广泛，成本也会越来越低。
同时我们也应该注意到，太阳能光伏技术虽然具有环境保护的优良特性，但也有一些缺点，如价格较高、效率低、能量密度不足等问题，在未来的研究中，需要进一步完善和改进。
《太阳能光伏技术》课件
商业光伏发电系统
总结词
商业光伏发电系统是针对商业和工业领域的光伏技术应用，其规模和功率通常比家庭光伏发电系统更 大。
详细描述
商业光伏发电系统通常安装在大型建筑物、工厂和商业设施的屋顶或空地上，利用大面积的太阳能电 池板来吸收太阳能并转换为电能。这些系统可以满足商业和工业领域的电力需求，提供可再生、环保 的能源供应。
大型光伏电站
总结词
大型光伏电站是太阳能光伏技术应用的 另一重要领域，通常由数千甚至数万块 太阳能电池板组成，能够提供大规模的 电力输出。
VS
详细描述
大型光伏电站通常建设在沙漠、草原等空 旷地区，占地面积较大。这些电站利用大 量的太阳能电池板组成阵列，通过集中控 制和管理，实现高效、稳定的电能输出。 大型光伏电站不仅可以满足区域性的电力 需求，还可以通过电网输送电能，为远程 地区提供电力供应。
05
CATALOGUE
太阳能光伏技术的应用案例
家庭光伏发电系统
总结词
家庭光伏发电系统是太阳能光伏技术应用的重要领域之一，它利用太阳能电池板将太阳 能转化为电能，为家庭提供绿色、可再生的电力。
详细描述
家庭光伏发电系统通常由太阳能电池板、逆变器、控制器和储能设备等组成。这些设备 安装在家庭屋顶上，通过太阳能电池板吸收太阳能并转换为直流电，然后经过逆变器将 直流电转换为交流电，供给家庭使用。该系统不仅可以为家庭提供电力，还可以在电力
农业应用
为灌溉、养殖等农业领域提供 电力支持。
偏远地区供电
为无电网覆盖的偏远地区提供 可靠的电力供应。
02
CATALOGUE
太阳能光伏系统组成
太阳能电池板
太阳能电池板是光伏系统的核心部件，负责将太阳能转换为直流电能。
太阳能光伏技术
太阳能光伏技术太阳能光伏技术作为可再生能源的一种重要形式，已经成为解决能源危机和环境问题的关键技术之一。
本文将对太阳能光伏技术的原理、应用、发展前景以及对环境的影响等方面进行深入探讨。
一、太阳能光伏技术的原理太阳能光伏技术是通过太阳光的照射，将光能直接转化为电能的一种技术。
其原理主要是利用光伏效应，即当太阳光照射到光伏电池上时，光子的能量被光伏电池中的半导体材料吸收，并激发出电子和空穴的对。
这些电子和空穴在材料内部运动，形成电流，从而产生直流电能。
而太阳能光伏技术则是将这种直流电能通过逆变器转换为交流电能，以供电器设备使用。
二、太阳能光伏技术的应用太阳能光伏技术的应用范围非常广泛，主要包括以下几个方面：1. 太阳能光伏发电：利用太阳能光伏技术建设光伏电站，通过大规模光伏电池组成的光伏阵列吸收太阳光能，实现电能的产生。
这种发电方式具有无污染、可再生、可靠性高等优点，逐渐成为全球能源领域的重要组成部分。
2. 太阳能光伏热水器：太阳能光伏技术还可以应用于家庭普及的太阳能热水器中。
通过光伏电池组件将太阳光能转化为电能，用来驱动热水器的加热系统，实现热水的供应，达到节能环保的目的。
3. 太阳能光伏路灯：在城市道路、公园等场所，可以采用太阳能光伏技术来建设光伏路灯。
这种路灯利用太阳能光伏技术，将太阳光转换为电能储存在电池中，并在夜晚通过光控传感器自动开启路灯，提供道路照明，大大节约了能源，并减少了环境污染。
三、太阳能光伏技术的发展前景太阳能光伏技术在未来的发展前景非常广阔。
随着能源危机和环境问题的日益凸显，人们对于可再生能源的需求和重视程度也在不断提高。
太阳能作为免费、无限可用的能源，具有巨大的潜力和市场需求。
同时，太阳能光伏技术的成本不断下降，效率不断提高，使得太阳能光伏技术的应用变得更加可行和可持续。
预计未来，太阳能光伏技术将在全球范围内得到进一步的推广和应用，成为主导能源形式之一。
四、太阳能光伏技术对环境的影响太阳能光伏技术作为清洁能源形式，对环境影响较小。
太阳能光伏技术
太阳能光伏技术随着能源需求的不断增长以及环境问题的不断加剧，新能源技术已经成为了如今世界各国竞相开展的技术革新和能源结构调整的主要方向。
太阳能光伏技术作为其中的佼佼者，为人们带来了许多优势，也成为了各国政府鼓励发展的重点。
太阳能光伏技术是指利用太阳辐射能够产生的电能的一种技术。
太阳能光伏技术的核心是光伏效应，即当光线照射到半导体材料上时，会产生电子和空穴，从而产生电能。
目前的太阳能光伏技术主要使用的是硅材料制成的电池板，其成本比较低廉，效率也相对较高。
太阳能光伏技术的优势主要包括以下几个方面：首先是能源充分。
太阳光是一种丰富、免费的能源，不仅在地球上几乎任何地方都能接收到，而且也可以在早期工业化和发展中国家中灵活部署获取一定的能源需求，达到减少对传统能源的依赖的结果。
其次，太阳能光伏技术具有循环利用的优势。
由于太阳光是一种可再生的资源，所以并没有使用后被消耗的现象。
不像化石能源那样滥用会引起环境问题，太阳能则可以循环不断利用，利于环境可持续性发展。
再者，太阳能光伏技术对环境的影响极小，也不会产生任何污染物。
相比于大型化石燃料发电站的污染，太阳能光伏技术对空气、水和土壤的环境影响极小，能够更好地保护人类居住的自然环境。
当然，太阳能光伏技术目前还存在一些缺陷，如成本过高、能效不高等。
但是随着技术不断进步，这些问题都可逐步解决。
总的来说，太阳能光伏技术无疑是一种有很高发展潜力的新能源技术。
未来，太阳能光伏技术应该会有更广泛的应用范围，例如房屋屋顶、旅游区、公路边等等。
同时，国家还应该出台政策扶持，加速太阳能光伏技术的推广和应用，以期在满足人类需求的同时，也达到绿色能源发展和环境保护的目的。
太阳能光伏技术知识详解
太阳能光伏技术知识详解（一）太阳能光伏技术是指一种可直接将太阳的光能转换为电能并加以充分利用的前瞻性技术，其广阔的应用前景让世人为之神往而不断地努力进行开发、创新与应用。
本期将为大家介绍太阳能发电原理、太阳能电池、太阳能电池组件、光伏控制器、光伏逆变器等内容。
太阳能发电原理太阳能电池是一对光有回应并能将光能转换成电力的器件。
能产生光伏效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。
它们的发电原理基本相同，现以晶体为例描述光发电过程。
P型晶体硅经过掺杂磷可得N 型硅，形成P－N结。
当光线照射太阳能电池表面时，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，成为自由电子在P－N结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。
这个过程的实质是：光子能量转换成电能的过程。
晶体硅太阳能电池的制作过程“硅”是我们这个星球上储藏最丰量的材料之一。
自从19世纪科学家们发现了晶体硅的半导体特性后，它几乎改变了一切，甚至人类的思维。
20世纪末，我们的生活中处处可见“硅”的身影和作用，晶体硅太阳能电池是近15年来形成产业化最快的。
生产过程大致可分为五个步骤：a、提纯过程 b、拉棒过程 c、切片过程 d、制电池过程 e、封装过程。
太阳能电池的应用上世纪60年代，科学家们就已经将太阳电池应用于空间技术——通信卫星供电，上世纪末，在人类不断自我反省的过程中，对于光伏发电这种如此清洁和直接的能源形式已愈加亲切，不仅在空间应用，在众多领域中也大显身手。
如：太阳能庭院灯、太阳能发电户用系统、村寨供电的独立系统、光伏水泵（饮水或灌溉）、通信电源、石油输油管道阴极保护、光缆通信泵站电源、海水淡化系统、城镇中路标、高速公路路标等。
欧美等先进国家将光伏发电并入城市用电系统及边远地区自然界村落供电系统纳入发展方向。
太阳电池与建筑系统的结合已经形成产业化趋势。
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• 2019年3月，尚德电力对外宣布，将连续8 年，向韩国东洋制铁化学株式会社提供多 晶硅，合同金额为6.31亿美元。4月，尚德 电力打入日本市场，收购日本最大的光伏 组件制造商之一的MSK公司，并且向Socovoltaic系统公司供应230MSK光伏玻璃板， 用于设计、制造和设置一体化光伏（BIPV ）系统。
施正荣 光伏界的“比尔盖
茨”
出生于1963年2月
1983年毕业于长春理工大学(原长春光学精 密机械学院)，获学士学位。
1986年毕业于中国科学院上海光学精密机 械研究所，获硕士学位。
1988年留学于澳大利亚新南威尔士大学，师从国 际太阳能电池权威、2019年诺贝尔环境奖得主马 丁·格林教授。
1991年以优秀的多晶硅薄膜太阳电池技术获博士 学位。后任该中心研究员和澳大利亚太平洋太阳 能电力有限公司执行董事，个人持有10多项太阳 能电池技术发明专利。
• 2000年，回国创办无锡尚德太阳能电力有 限公司，现任无锡尚德电力控股有限公司 董事长兼CEO。
• 2019年10月，荣获第十五届国际光伏科学 与工程大会（PVSEC-15）国际光伏科学与 工程特别贡献奖。
•
• 2019年，在《福布斯》杂志“全球富豪榜” 上，无锡尚德太阳能电力有限公司董事长 兼CEO施正荣以22亿美元排名第350位。远 超福布斯2019年中国首富荣智健的16.4亿 美元与胡润百富榜首富黄光裕的140亿元人 民币，成为中国新的首富。
开发利用太阳能和可再生能源成为 国际社会的一大主题和共同行动， 成为各国制定可持续发展战略的重 要内容。
• 自“六五”以来我国政府一直把研 究开发太阳能和可再生能源技术列 入国家科技攻关计划，大大推动了 我国太阳能和可再生能源技术和产 业的发展。
• 二十多年来，太阳能利用技术在 研究开发、商业化生产、市场开拓 方面都获得了长足发展，成为世界 快速、稳定发展的新兴产业之一。
• 2019年8月8日被纽约证券交易所聘任为国 际顾问委员会成员，成为30位纽交所国际 顾问唯一的中国大陆顾问。
创业之路
• 2000年，带着技术和在澳洲两年的薪水40 万美元，施正荣回国创办尚德太阳能电力 有限公司
• 2019年9月，第一条生产线投产运行，尽管 产品性能优异，产品仍然卖不出去，坚持 数月后，跟随他的几位骨干相继离开。
• 设想在结形成的一瞬间，在N区的电子 为多子，在P区的电子为少子，使电子 由N区流入P区，电子与空穴相遇又要 发生复合，这样在原来是N区的结面附
近电子变得很少，剩下未经中和的施 主离子ND+形成正的空间电荷。同样， 空穴由P区扩散到N区后，由不能运动 的受主离子NA-形成负的空间电荷。
• 在P区与N区界面两侧产生不能移动的 离子区（也称耗尽区、空间电荷区、 阻挡层），于是出现空间电偶层，形 成内电场（称内建电场）此电场对两 区多子的扩散有抵制作用，而对少子 的漂移有帮助作用，直到扩散流等于 漂移流时达到平衡，在界面两侧建立 起稳定的内建电场。
• 光生伏特效应简称为光伏效应，指光照使 不均匀半导体或半导体与金属组合的不同 部位之间产生电位差的现象。
• 产生这种电位差的机理有好几种，主要的 一种是由于阻挡层的存在。以下以P-N结为 例说明。
热平衡态下的P-N结
• P-N结的形成： • 同质结可用一块半导体经掺杂形成P
区和N区。由于杂质的激活能量ΔE很 小，在室温下杂质差不多都电离成受 主离子NA-和施主离子ND+。在PN区 交界面处因存在载流子的浓度差，故 彼此要向对方扩散。
• 多晶硅的风险愈演愈烈，施正荣再度掌舵 方向，进入薄膜太阳能领域。
• 2019年5月9日，总投资3亿美元的电池基地 落户上海，这是全球首个硅薄膜电池基地。 相比硅片太阳能电池，它的转换效率略低， 却很具成本优势，每瓦太阳能电池成本可 从2.5美元降至1.2美元，但同时也面临资金、 技术的门槛。
2．光 伏 效 应
1．太阳能概况
• 太阳能是各种可再生能源中最重要 的基本能源，生物能、风能、海洋 能、水能等都来自太阳能，广义地 说，太阳能包含以上各种可再生能 源。
• 太阳能作为可再生能源的一种，则 是指太阳能的直接转化和利用。
• 通过转换装置把太阳辐射能转换成 热能利用的属于太阳能热利用技术， 再利用热能进行发电的称为太阳能 热发电，也属于这一技术领域；
• 日本在70年代制定了“阳光计划”， 1993年将“月光计划”（节能计划）、 “环境计划”、“阳光计划”合并成“新 阳光计划”。
• 德国等欧共体国家及一些发展中国 家也纷纷制定了相应的发展计划。
90年代以来联合国召开了一系列 有各国领导人参加的高峰会议，讨 论和制定世界太阳能战略规划、国 际太阳能公约，设立国际太阳能基 金等，推动全球太阳能和可再生能 源的开发利用。
• 2019年，尚德产值翻了十倍，利润接近 2000万美元。
• 2019年，在无锡市委书记的帮助下成功完 成企业私有化，原先占尚德股份75%的国 有股获益十几倍后，相继退出。同年底， VC和PE齐助阵，共同募集8000万美元，成 为2019年私募之最，襄助尚德电力成为中ห้องสมุดไป่ตู้国大陆首家登陆纽交所的民营企业，由此， 施正荣个人也荣登中国富豪榜首。
• 70年代以来，鉴于常规能源供给的 有限性和环保压力的增加，世界上 许多国家掀起了开发利用太阳能和 可再生能源的热潮。
• 1973年，美国制定了政府级的阳光发 电计划。
• 1980年又正式将光伏发电列入公共电 力规划，累计投入达8亿多美元。
• 1992年，美国政府颁布了新的光伏发
电计划，制定了宏伟的发展目标。
• 通过转换装置把太阳辐射能转换成 电能利用的属于太阳能光发电技术， 光电转换装置通常是利用半导体器 件的光伏效应原理进行光电转换的， 因此又称太阳能光伏技术。
二十世纪50年代，太阳能利用领域 出现了两项重大技术突破：一是 1954年美国贝尔实验室研制出6％ 的实用型单晶硅电池，二是1955 年以色列Tabor提出选择性吸收表 面概念和理论并研制成功选择性太 阳吸收涂层。这两项技术突破为太 阳能利用进入现代发展时期奠定了 技术基础。