晶体硅太阳能电池简介

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hit电池概念

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HIT 电池又称为异质结电池,全称为“晶体硅异质结太阳能电池”,是一种高效晶硅太阳能电池结构。

它综合了晶体硅电池与薄膜电池的优势,具有转换效率高、制造工艺简单、薄片化、温度系数低、无光衰、双面发电、弱光响应好等特点。

HIT 电池的核心工艺是在晶体硅上沉积非晶硅薄膜,实现晶体硅和非晶硅的异质结。

这种结构可以有效地减少光损失,提高光电转换效率。

此外,HIT 电池还采用了背面电极技术,进一步提高了电池的转换效率。

HIT 电池具有广阔的应用前景,特别是在光伏领域。

随着全球对清洁能源的需求不断增加,HIT 电池作为一种高效、环保的太阳能电池技术,有望在未来得到更广泛的应用和发展。

毕业论文--太阳能电池的发展及晶体硅电池片的概述

毕业论文--太阳能电池的发展及晶体硅电池片的概述

毕业论文--太阳能电池的发展及晶体硅电池片的概述太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置,其发展已成为清洁能源和可再生能源领域的重要研究方向。

本文将介绍太阳能电池的发展历程,并重点概述晶体硅电池片。

首先,太阳能电池的发展可以追溯到19世纪末。

当时,科学家们发现某些物质被光照射后会产生电流,这被称为光电效应。

他们开始尝试利用光电效应来制造太阳能电池。

最早的太阳能电池是由层叠的铜和铁薄片构成的。

随着科技进步,太阳能电池的技术不断改进。

20世纪50年代,研究人员首次成功开发出基于硅的太阳能电池。

这种电池利用硅的半导体性质,在光电效应下产生电荷。

硅太阳能电池的研究引起了全球范围内的广泛关注,并成为目前太阳能电池的主流技术。

晶体硅电池片是目前应用最广泛的太阳能电池技术之一。

它由多个硅晶体单元组成,这些单元通过串联或并联的方式连接在一起。

晶体硅电池片的工作原理是,当光照射到硅晶体上时,光子与硅原子相互作用,使硅中的电子被激发并形成电流。

晶体硅片的效率通常介于15%至25%之间,具有较高的稳定性和长寿命。

除了晶体硅电池片,还有其他类型的太阳能电池。

例如,薄膜太阳能电池利用可卷曲的薄膜材料制成,适用于柔性应用。

有机太阳能电池利用有机材料作为半导体,具有较低的制造成本和较高的可塑性。

此外,钙钛矿太阳能电池、多结太阳能电池等新型太阳能电池技术也正在不断发展中。

太阳能电池的发展经历了长期的探索和技术演进。

晶体硅电池片作为其中的主要技术之一,具有较高的效率和稳定性。

随着科学技术的不断进步,太阳能电池有望在未来成为主要的能源来源之一。

硅太阳能电池

硅太阳能电池

硅太阳能电池是一种太阳能电池,主要是以半导体材料为基础,其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生光电转换反应。

1.硅太阳能电池的主要结构正电荷表示硅原子,负电荷表示围绕在硅原子旁边的四个电子。

当硅晶体中掺入其他的杂质,如硼、磷等,当掺入硼时,硅晶体中就会存在着一个空穴,正电荷表示硅原子,负电荷表示围绕在硅原子旁边的四个电子。

而黄色的表示掺入的硼原子,因为硼原子周围只有3个电子,所以就会产生蓝色的空穴。

当P型和N型半导体结合在一起时,在两种半导体的交界面区域里会形成一个特殊的薄层)。

N区的电子会扩散到P区,P区的空穴会扩散到N区,一旦扩散就形成了一个由N指向P 的“内电场”,从而阻止扩散进行。

直到达到平衡后,就形成了这样一个特殊的薄层形成电势差,这就是PN结。

2.硅太阳能电池工作原理太阳电池是一种对光有响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,现已晶体硅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。

3.硅太阳能电池的优缺点一、太阳能电池的优点1、太阳能资源取之不尽,用之不竭。

2、绿色环保。

光伏发电本身不需要燃料,没有二氧化碳的排放,不污染空气。

不产生噪音。

3、应用范围广。

只要能获得光照的地方就可以使用太阳能发电系统,它不受地域、海拔等因素制约。

4、无机械转动部件,操作、维护简单,运行稳定可靠。

一套光伏系统只要有太阳,电池组件就会发电,加之现在均采用自动控制数,基本不用人工操作。

5、太阳电池生产材料丰富:硅材料储量丰富,地壳丰度在氧元素之后,列第二位,达到26%之多。

6、使用寿命长。

晶体硅太阳能电池寿命可长达20——35年。

在光伏发电系统中,只要设计合理、选型适当,蓄电池的寿命也可长达10年。

7、太阳电池组件结构简单,体积小且轻,便于运输和安装,建设周期短。

8、系统组合容易。

若干太阳电池组件和蓄电池单体组合成为系统的太阳电池方阵和蓄电池组;逆变器、控制器也可以集成。

晶体硅太阳电池材料的分类

晶体硅太阳电池材料的分类

晶体硅太阳电池材料的分类晶体硅太阳电池材料的分类有单晶硅、多晶硅和非晶硅三种。

下面将分别介绍这三种材料的特点和应用。

1.单晶硅单晶硅是最早被工业应用的太阳能电池材料之一,也是目前应用最广泛的晶体硅太阳电池材料。

单晶硅可以通过Czochralski法或浮区法生长,具有较高的结晶度和电学性能。

其特点主要包括:-高转换效率:由于单晶硅晶体的高纯度和完整的结构,其转换效率较高,可以达到20%以上。

-稳定性好:单晶硅材料的热稳定性较好,可以在高温环境下长期稳定运行。

-美观性强:单晶硅太阳电池具有均匀一致的外观,适用于建筑一体化设计。

-适用性广:单晶硅太阳电池材料可以应用于各种形状和大小的太阳能电池板。

2.多晶硅多晶硅是由多个晶体颗粒组成的太阳能电池材料,通过熔融和晶化的方法制备。

其特点主要包括:-成本低廉:多晶硅的制备过程简单,成本相对较低。

-转换效率较低:由于晶体颗粒的不规则排列和晶界缺陷等原因,多晶硅的转换效率一般在15%左右。

-适用范围广:多晶硅太阳电池材料适用于大面积应用,如在光伏电站和农业温室等较大区域的发电场景中。

3.非晶硅非晶硅是一种非晶态材料,与晶体硅相比,其主要特点包括:-制备简单:非晶硅可以通过化学气相沉积的方法制备,工艺简单。

-柔韧性强:由于非晶硅材料没有晶体结构,因此可以制备成薄膜材料,具有较好的柔性。

-转换效率较低:非晶硅太阳电池的转换效率一般在10%左右。

-适用性广:由于非晶硅可以制备成薄膜材料,因此可以应用于柔性电子产品中。

总的来说,单晶硅太阳电池具有高转换效率和稳定性好的特点,多晶硅太阳电池具有较低的制备成本和适用广泛的特点,非晶硅太阳电池具有制备简单和柔韧性强的特点。

不同的应用场景和需求可以选择不同类型的晶体硅太阳电池材料。

晶体硅太阳电池物理

晶体硅太阳电池物理

晶体硅太阳电池物理咱先来说说晶体硅是啥。

晶体硅啊,那可是制作太阳电池的关键材料呢。

它就像一个小能量库,有着独特的晶体结构。

这种结构就像是搭好的小房子,规规矩矩的。

硅原子们在这个小房子里排排坐,可整齐啦。

这整齐的结构对太阳电池来说可太重要了,就像盖房子得有个稳固的地基一样。

那晶体硅太阳电池是怎么把太阳光变成电的呢?这就像是一场神奇的魔术。

太阳光里有好多光子,这些光子就像一个个小使者。

当它们跑到晶体硅太阳电池上的时候,就开始搞事情啦。

晶体硅里的电子在光子的作用下,就变得特别活跃,像是被打了兴奋剂一样。

本来这些电子都老老实实待在自己的位置上,现在呢,就开始到处乱跑。

这一跑啊,就形成了电流。

你看,是不是很神奇呢?就这么着,太阳光的能量就被转化成了电能。

再说说晶体硅太阳电池的效率问题。

这个效率啊,就像考试的分数一样,大家都想让它高高的。

可是呢,有好多因素会影响这个分数。

比如说晶体硅的纯度,如果晶体硅里面杂质太多,就像是一群捣蛋鬼混进了好学生的队伍里,会干扰电子的运动,那效率就会变低啦。

还有电池的结构设计,就像给小房子设计户型一样,设计得好,电子跑起来就顺畅,效率就高;设计得不好,电子可能就会在里面迷路,效率就上不去。

在制造晶体硅太阳电池的时候,那也是有好多讲究的。

从最开始选取硅材料,就得精挑细选。

就像选水果一样,得挑那些又大又好的。

然后把硅材料加工成合适的形状,这个过程就像是把一块大石头雕琢成精美的雕像一样,得小心翼翼的。

加工过程中的温度、压力这些条件,都得控制得刚刚好,稍微有点偏差,就可能做出一个有缺陷的太阳电池。

晶体硅太阳电池的发展也是充满故事的。

一开始啊,它可能还不是那么厉害,效率也不高,成本还挺高的。

但是随着科学家们不断地研究、改进,就像一个小孩子慢慢长大、变得越来越优秀一样。

现在晶体硅太阳电池已经在很多地方发挥着重要的作用啦。

比如说在一些偏远的山区,那里没有电,晶体硅太阳电池就像一个小太阳,给那里的人们带来光明和温暖。

晶体硅太阳能电池结构及原理

晶体硅太阳能电池结构及原理

晶体硅太阳能电池结构及原理1.衬底层:通常采用硅衬底,它是一个薄而坚固的基底,用于支撑整个电池。

2.P-N结:位于衬底层上方的是一个P-N结,它由P型硅层和N型硅层组成。

P型硅层向上注入杂质,使之成为P型半导体,N型硅层向下注入杂质,使之成为N型半导体。

P-N结的形成是通过在硅层中引入不同杂质原子,使得两侧形成不同的杂质浓度,从而形成P-N结。

3.金属网格:位于P型硅层和N型硅层之间的金属网格,通常采用铝作为材料。

金属网格的作用是收集通过P-N结产生的电子和空穴。

4.导电层:覆盖在金属网格上方的是导电层,它通常由透明的氧化锡或氧化铟锡薄膜组成,用于将电流导出。

5.防反射层:位于导电层上方的是防反射层,它通常由二氧化硅薄膜或其他适当的材料制成,用于提高光的吸收效率。

1.吸收光能:当光线照射到晶体硅太阳能电池上时,大部分光线将被引导进入P-N结内部,与P型硅层和N型硅层的杂质原子相互作用。

光能会使杂质原子中的电子被激发,跃迁到更高的能级上,形成自由电子和自由空穴。

2.分离电荷:自由电子和自由空穴会在P-N结内部被分离出来。

由于P型硅层中的杂质原子的排列方式,自由电子将被吸引到N型硅层,并向金属网格中流动,而自由空穴则被吸引到P型硅层,并向另一面流动。

3.电流输出:自由电子和自由空穴的运动形成了电流,这个电流可以通过金属网格和导电层导出。

通过在金属网格和导电层上连接线路,可以将电流输出到外部设备或储存电池中。

总之,晶体硅太阳能电池利用光的能量将其转化为电能。

通过P-N结的形成和光的吸收、电子和空穴的分离,最终形成电流输出。

这种电池结构简单、稳定,且具有较高的转化效率,因此被广泛应用于太阳能发电系统中。

晶体硅太阳能电池的应用

晶体硅太阳能电池的应用

晶体硅太阳能电池的应用
晶体硅太阳能电池是目前最常见和广泛应用的太阳能电池技术之一。

它具有高效率、良好的稳定性和长寿命等优点,在许多领域有广泛的应用,包括:
1. 太阳能发电系统:晶体硅太阳能电池常用于建筑物、家庭和工业用途的太阳能电池组件,用于将太阳能转化为电能供电。

2. 光伏电力系统:晶体硅太阳能电池常用于大型光伏电站,以产生大规模的太阳能电力。

3. 光伏电池板:晶体硅太阳能电池广泛应用于制造光伏电池板,这些电池板可以安装在屋顶、墙壁和地面上,用于分布式发电。

4. 光热发电:晶体硅太阳能电池也可以用于光热发电系统,即利用太阳能集热器将阳光转化为热能,并通过热能发电装置产生电能。

5. 移动设备充电:晶体硅太阳能电池还可以用于充电移动设备,如手机、平板电脑和笔记本电脑等,通过太阳能充电板将阳光转化为电能。

6. 农业和灌溉:晶体硅太阳能电池可以用于农业领域,供电农田灌溉系统和农业设备。

7. 交通信号灯:晶体硅太阳能电池还可用于供电道路交通信号灯,减少对传统电网的依赖。

总之,晶体硅太阳能电池具有广泛的应用领域,用于各种场景中的电力供应和充电需求,以推动可再生能源的利用和减少对化石燃料的依赖。

晶体硅异质结太阳能电池

晶体硅异质结太阳能电池

晶体硅异质结太阳能电池晶体硅异质结太阳能电池,这个词听起来挺高大上的吧?别担心,我来给你普及一下,咱们轻轻松松聊聊这个话题。

想象一下太阳,那个大火球,每天都在那儿默默发光发热。

我们人类就像是得了天大的便宜,没事就可以享受这份免费的大自然馈赠。

而晶体硅异质结太阳能电池,简单来说,就是把这份恩惠变成我们能用的电力。

就像是把阳光打包成了小电流,让你可以用来充手机、开灯、甚至驱动电动车,真是神奇得很。

说到晶体硅,大家都知道,硅是地球上最常见的元素之一,听起来很简单。

可当它跟其他材料搭配时,就变得特别有意思了。

想象一下,晶体硅就像是一位优秀的厨师,能够和各种配料混搭出不同的美味。

异质结太阳能电池就是这种搭配的结果。

它把晶体硅和非晶硅结合在一起,创造出了一种新型的电池,效率高,成本低,简直是太阳能界的“跨界大咖”。

想象一下,太阳光洒在这些电池上,瞬间就开始产生电流,哇,简直像是魔法!这种电池的工作原理也不复杂。

太阳光打在电池表面,激发电子,电子一激发,就像是孩子们在游乐场上蹦蹦跳跳,瞬间变成了活力满满的电能。

这种电池还有一个好处,就是它对光照的适应能力很强。

不管是晴天还是阴天,只要有光,它就能高效工作。

这样一来,咱们再也不怕阴雨天了。

再说说它的应用,晶体硅异质结太阳能电池简直是个万金油。

家里装个太阳能板,白天吸收阳光,晚上就能用电,嘿,这感觉就像是掌握了超能力。

尤其在一些偏远地区,没电的日子就像没有水的鱼,大家都希望能用上电,生活才有盼头。

而这些电池,正好能解决这个问题,让每个人都能享受现代生活的便利。

不过,咱们也不能忽视它的一些挑战。

虽然技术不断进步,晶体硅异质结太阳能电池的生产成本逐渐降低,但相较于传统能源,依然有些不够“亲民”。

相关部门、市场波动,也会影响这些新技术的普及。

不过,谁说这些挑战不可克服呢?科技的发展总是伴随着困难和机遇,就像走路一样,总得迈出第一步才能看见未来。

环保也是一个大话题。

使用太阳能电池,减少了对化石燃料的依赖,这可是给地球减负,帮助保护环境。

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太阳能电池的分类
• 从基体材料分: 晶体硅电池、非晶体硅电池、薄膜电池、硒光电池、化 合物电池、有机半导体; 晶体硅电池:单晶硅、多晶硅 非晶硅电池:单结、双结、三结 化合物太阳能电池:硫化镉、硒铟铜、磷化铟、锑化 镉、砷化镓 • 从用途分类: 空间太阳能电池、地面太阳能电池、光伏传感器; • 按工作方式分类: 平板太阳能电池、聚光太阳能电池、分光太阳能电池。
技术要求
• 层压电池组件的基本要求: • 1.在规定的工作环境下,使用寿命大于20年(使用20年, 转换效率不得低于原来的80%); • 2.组件的电池上表面颜色应均匀一致,无机械损伤,焊点无 氧化斑; • 3.电池片应排列整齐,框架整洁无腐蚀斑点; • 4.封装层中不允许气泡或脱层在某一片电池与组件边缘形成 一个通路,气泡或脱层的几何尺寸和个数应符合相应的产品 详细规范规定; • 5.绝缘电阻大于200MΩ; • 6.EVA的交联度大于65%,EVA与玻璃的剥离强度大于 30N/cm,EVA与TPT的剥离强度大于15N/cm;
D
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中国光伏系统应用的主要领域
• 无电地区独立运行系统 • 城镇中建筑结合并网系统 • 荒漠或草原地区大型或超大型并 网光伏系统
测试条件
标准测试条件 标准规定地面标准阳光光谱采用总辐射的AM1.5标准阳光 光谱。 地面阳光的总辐照度规定为1000 w/m2。标准测试温度规 定为25°C 对定标测试,标准测试温度的允许差为±1°C。对非定标准 测试。标准测试温度允许差为±2°C。 如受客观条件所限,只能在非标准条件下进行测试,,则必 须将测量结果换算到标准测试条件。
晶体硅太阳能发电原理简介
• 晶体硅的发电过程:P型晶体硅经过掺杂磷可得N型 硅,形成P-N结,当光线照射到硅晶体的表面时,一 部分光子被硅材料吸收,光子的能量传递给硅原子, 使电子发生跃迁,成为自由电子,在P-N结两侧聚 集,产生电位差。当外部接通电路时,在该电压的作 用下,将有电流流过外部电路产生一定的输出功率。 • 太阳能电池是一种将太阳转变成电能的一种器件,能 产生光伏效应的材料很多:如单晶硅、多晶硅、非晶 硅、砷化镓、硒铟铜等。其产生电的原理是相同的。
太阳电池组件及封装
• 太阳能电池组件解决了单体电池的一些问题,组件具有以 下的特点: 1. 工作电压和输出功率按不同的要求设计,可提供多种的 接线方式,满足不同的电压输出要求; 2.工作寿命长,要求组件能正常工作20~30年,因此要 求组件所使用的材料,零部件及结构,在使用寿命上互相 一致,避免因一处损坏而使整个组件失效; 3.有足够的机械强度,能经受在运输、安装和使用过程中 发生的冲突,振动及其它应力; 4.具有防腐、防潮、防水、防风、防雹能力;
太阳电池组件常见结构形式(1)
全胶密封太阳电池组件示意图
1-硅太阳电池;2-粘接剂;3-电极引线;4-下底板;5-互连条。
太阳电池组件常见结构形式(2)
玻璃壳体式太阳电池组件示意图
1-玻璃壳体;2-硅太阳电池;3-互连条;4-粘接剂; 5-衬底;6-下底板;7-边框线;8-电极接线柱。
太阳电池组件常见结构形式(3)
底盒式太阳电池组件示意图
1-玻璃盖板;2-硅太阳电池;3-盒式下底板;4-粘接 剂;5-衬底;6-固定绝缘胶;7-电极引线;8-互连条。
太阳电池组件常见结构形式(4)
平板式太阳电池组件示意图
1-边框; 2-边框封装胶; 3-上玻璃盖板; 4-粘接剂; 5-下底板; 6-硅太阳电池; 7-互连条; 8-引线护套; 9-电极引线。
(一)我国太阳光伏技术发展
国内并网光伏电站建设情况
1、广东深圳国际园林花卉博览园1兆瓦并网光伏电站; 2、北京首都博物馆300千瓦并网光伏电站(美国); 3、北京路灯管理处140千瓦并网光伏电站(日本赠送); 4、北京太阳能研究所100千瓦并网光伏电站; 5、西藏羊八井100千瓦并网光伏电站; 6、广东汕头南澳岛100千瓦并网光伏电站; 7、北京市交管局昌平会议中心80千瓦并网光伏电站 ; 8、中关村软件园60千瓦并网光伏系统; 9、北京大兴天普50千瓦并网光伏系统; 10、北京大众汽车服务中心43千瓦并网光伏系统。
电网
变压器
负载
国际上太阳能电站向大型化发展
百千瓦级到10MW级分散建设 百MW级到GW级光伏电站 根据不完全统计,世界范围内建成的兆瓦级光伏 电站共有85座,分布于德国(53)、美国(14)、 西班牙(7)、荷兰(4)、意大利(2)、澳大利亚 (1)、瑞士(1)、日本(1)、菲律宾(1)和中 国(1),均采用并网运行方式。 目前,世界上最大为德国的Pocking SolarPark, 总安装容量为10兆瓦。 葡萄牙、以色列等计划百MW级
组件测试仪
太阳电池组件及封装
• • • • • • • 太阳能电池组件是将太阳电池通过串、并联后严密封 装制成的。 未封装的单体太阳能电池片不能直接作电池使用。 原因: 1.机械强度弱,不能承受较大的力的撞击; 2.大气中的水和一些腐蚀气体回锈蚀和氧化电极,使电 极脱落; 3.大气会腐蚀电池,降低电池的转换效率; 4.单体电池的工作电压只有0.4-0.5V,而且功率也 小,不能满足用电设备的电压、功率要求。
光伏发电独立系统示意图
组成:太阳电池阵列、蓄电池、控制器、逆变器
晶体硅太阳能电池生产流程示意
太阳能硅片图片
太阳能电池片图片
太阳能电池片图片
太阳能电池组件制造设备介绍
电池片分选仪
激光划片机
组件层压机
• 太阳能电池组件制造封装测试 设备主要有:电池片分选仪、 激光划片机、层压机、固化 炉、组件测试等
晶体硅太阳能电池简介 晶体硅太阳能电池简介
复旦大学信息科学与工程学院

• 太阳能概况

• 晶体硅太阳能发电原理与发展简介 • 晶体硅太阳能电池的分类 • 生产晶体硅太阳能电池流程与设备 • 太阳能电池封装形式及加工介绍 • 晶体硅太阳能电池的应用
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。
太阳能电池发展介绍
• 从发现光伏现象,太阳能电池已经有近170多年的发展历史。1839年法国 人发现了光伏现象,38年后才研制出第一片硒太阳电池,仅有1%的转换效 率,作为发电没能推广。1954年美国贝尔实验室的3位科学家才做出具有 使用价值的单晶硅电池(4.5%),几年后迅速提升到10%,这时主要用于 卫星、航天器(价格太高,每瓦要近2000美圆)。 • 上世纪70年代后,由于化石能源的危机(石油、煤炭),再生能源被各国 重视,尤其是太阳能电池,此时的工艺、材料研究得到迅速发展,从1995 年以后,太阳能电池以每年35%的年增长幅度高速发展。价格也大幅度降 低(2-4美圆/瓦)。 • 最近5年是世界光伏电池快速增长的几年,平均年增长速度超过40%。 2004年全球太阳能电池产量1200MW,2005年产量达到1650MW,比 2004年增加38%。转换效率常规生产单晶15.5%、多晶14.5%,实验室达 24.8%。 • 由于世界各国加大了对硅和生产工艺的研究,加上地球硅材料极其丰富, 有人预计,太阳能发电到21世纪中叶将占整个能源市场的20%-50%。
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太阳光伏并网系统运行方式示意图(3)
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阴天和晚上,光伏发 电系统不向负载供 电。 逆变器 逆功率检测装置
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