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什么是聚光太陽電池

放大字體 縮小字體 發布日期:2011-10-18 09:32:23   來源:全球新能源網資訊  編輯:www.danielbent.com/  瀏覽次數:1341
核心提示: 聚光型太陽能電池主要材料是[砷化鎵](GaAs),也就是三五族(III-V)材料,一般硅晶材料只能夠吸收太陽光譜中400~1,100nm波長之能量 聚光太陽電池是降低太陽電池利用總成本的一種措施。它通過聚光器而使較大面積的陽光會聚在一個較小的范圍內,形成"焦斑"或"焦帶
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        聚光型太陽能電池主要材料是[砷化鎵](GaAs),也就是三五族(III-V)材料,一般硅晶材料只能夠吸收太陽光譜中400~1,100nm波長之能量,而聚光型不同于硅晶圓太陽能技術,透過多接面化合物半導體可吸收較寬廣之太陽光譜能量,目前以發展出三接面InGaP/GaAs/Ge的聚光型太陽電池可大幅提高轉換效率,三接面聚光型太陽電池可吸收300~1900nm波長之能量相對其轉換效率可大幅提升,而且聚光型太陽能電池的耐熱性比一般晶圓型太陽能電池又來的高。

       聚光太陽電池是降低太陽電池利用總成本的一種措施。它通過聚光器而使較大面積的陽光會聚在一個較小的范圍內,形成"焦斑"或"焦帶",并將太陽電池置于這種"焦斑"或"焦帶"上,以增加光強,克服太陽輻射能流密度低的缺陷,從而獲得更多的電能輸出。因此,首先要考慮聚光器的結構、跟蹤裝置和散熱措施。 通常聚光器的倍率大于幾十,其結構可采用反射式或透鏡式。反射式有槽形平面聚光器和拋物面聚光器;透鏡式則多選用菲涅耳透鏡。

       聚光器的跟蹤一般用光電自動跟蹤。散熱方式可以是氣冷或水冷,有的與熱水器結合,既獲得電能,又得到熱水。 用于聚光太陽電池的單體,與普通太陽電池略有不同,因需耐高倍率的太陽輻射,特別是在較高溫度下的光電轉換性能要得到保證,故在半導體材料選擇、電池結構和柵線設計等方面都要進行一些特殊考慮。

        最理想的制造聚光太陽電池的材料為砷化鎵,因為它的禁帶寬度和載流子濃度均適合于在強光下工作。其次是單晶硅材料。在電池結構方面,聚光電池的P-n結構要求較深,普通太陽電池多用平面結構,而聚光太陽電池常采用垂直結構,以減少串聯電阻的影響。同時,聚光電池的柵線也較密,典型的聚光電池的柵線約占電池面積的10%。

        聚光太陽電池技術的研究始于二十世紀七十年代,美國的Sandia 實驗室在二十世紀七十年代中期發表了第一篇對效率為12.7% 光強 50 倍(50 Suns)的 1kWp 聚光型太陽光電轉換系統的研究文章 與此同時,美國的 Spectrolab 公司也研制出效率為 10.9%光強 25 倍的 10kWp 聚光型太陽光電轉換系統 隨即與 Sandia 實驗室類似的聚光型太陽光電轉換系統也很快的在法國 意大利 西班牙等地研發并安裝 到 1989 年聚光型太陽光電轉換系統的轉換效率首次突破 30% 過去。

        由于聚光型太陽光電轉換系統的轉換效率低 可靠性差,因此其推廣應用難以普及 隨著聚光型太陽光電轉換系統研制水平的不斷提高, 2002 年已有安裝 300kW 的聚光型太陽光電轉換系統成本為 6 美元/瓦 (美國Arizona Public Services(APS))的報道,并預期未來數年其成本可再下降至 1.5 美元/瓦 能與現有市電競爭的潛力使得聚光太陽電池技術受到更多的矚目在 2004 年聚光型太陽光電轉換系統只有不到 1MW 的安裝量,但到了 2006 年已有 18MW 的新產能計劃投入 與此同時,有許多廠商也開始注意到此市場的潛力,包括太陽光電產業龍頭 SHARP 及Isofoton 也開始發展聚光太陽電池技術。
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關鍵詞: 聚光太陽能電池 聚光器 熱水器

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