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太阳能光伏技术知识详解

时间:01-01 来源:互联网 点击:

在最大功率点运行,刚调整脉宽,调制输出占空比D,改变充电电流,再次进行即时采样,并作出是否改变占空比的判断,通过这样的寻优过程可保证太阳能电池始终运行在最大功率点,以充分利用太阳能电池方阵的输出能量。同时采用PWN调制方式,使充电电流成为脉冲电流,以减少蓄电池的极化,提高充电效率。

 光伏逆变器

  作为一个独立的光伏系统,其直流发电电压比较低,因此功率调节装置,也就是逆变器,是绝对不可或缺的。

  在并网系统中主要使用两种类型的逆变器来实现交流发电。

  ①线路整流 可以用电网中的信号作为同步的基准。

  ②自整流 通过逆变器内部电路结构确定信号波形,然后输入电网。

  也可以根据产品的应用对其分类。

  ①中央逆变器 用来对额定功率在20~400kWp范围内的大型光伏系统的输出进行整流。现阶段的主流产品具有自整流设计,通过双极性电晶体和场效应电晶体来实现。

  ②串联逆变器 只允许接收通过独立串行输送的信号,所以额定功率在1~3kWp。

  ③复式串联逆变器 配备各种独立的直流-直流逆变器,这些逆变器把信号回馈给一个中央逆变装置。这样的设计可以适用于各种不同的元件连接结构,从而可以使每条串联线路上的太阳能电池都输出最大功率。

  ④交流元件逆变器 配套安装于每个光伏元件上,进而将所有元件的输出转化成交流。

在第一期中,我们为大家概括介绍了太阳能发电原理、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。接下来将开始深入地讲解。本期我们将着重说明太阳能电池的制造工艺详细流程、单晶硅和多晶硅的区别、单晶硅和多晶硅电池片的区别以及逆变器的概念,将知识串连起来以便读者学习和了解。

  晶体硅太阳能电池的制造工艺流程

  晶体硅太阳能电池的制造工艺流程说明如下:

  (1)切片:采用多线切割,将硅棒切割成正方形的硅片。

  (2)清洗:用常规的硅片清洗方法清洗,然后用酸(或堿)溶液将硅片表面切割损伤层除去30-50um。

  (3)制备绒面:用堿溶液对硅片进行各向异性腐蚀在硅片表面制备绒面。

  (4)磷扩散:采用涂布源(或液态源,或固态氮化磷片状源)进行扩散,制成PN+结,结深一般为0.3-0.5um。

  (5)周边刻蚀:扩散时在硅片周边表面形成的扩散层,会使电池上下电极短路,用掩蔽湿法腐蚀或等离子干法腐蚀去除周边扩散层。

  (6)去除背面PN+结。常用湿法腐蚀或磨片法除去背面PN+结。

  (7)制作上下电极:用真空蒸镀、化学镀镍或铝浆印刷烧结等工艺。先制作下电极,然后制作上电极。铝浆印刷是大量采用的工艺方法。

  (8)制作减反射膜:为了减少入反射损失,要在硅片表面上复盖一层减反射膜。制作减反射膜的材料有MgF2,SiO2,Al2O3,SiO,Si3N4,TiO2,Ta2O5等。工艺方法可用真空镀膜法、离子镀膜法,溅射法、印刷法、PECVD法或喷涂法等。

  (9)烧结:将电池芯片烧结于镍或铜的底板上。

  (10)测试分档:按规定参数规范,测试分类。

  由此可见,太阳能电池芯片的制造采用的工艺方法与半导体器件基本相同,生产的工艺设备也基本相同,但工艺加工精度远低于积体电路芯片的制造要求,这为太阳能电池的规模生产提供了有利条件。

单晶硅和多晶硅的区别

  单晶硅和多晶硅的区别是,当熔融的单质硅凝固时,硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核,如果这些晶核长成晶面取向相同的芯片,则形成单晶硅。如果这些晶核长成晶面取向不同的芯片,则形成多晶硅。多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面。例如在力学性质、电学性质等方面,多晶硅均不如单晶硅。多晶硅可作为拉制单晶硅的原料。单晶硅可算得上是世界上最纯净的物质了,一般的半导体器件要求硅的纯度六个9以上。大型积体电路的要求更高,硅的纯度必须达到九个9。目前,人们已经能制造出纯度为十二个9 的单晶硅。单晶硅是电子电脑、自动控制系统等现代科学技术中不可缺少的基本材料。

  高纯度硅在石英中提取,以单晶硅为例,提炼要经过以下过程:石英砂一冶金级硅一提纯和精炼一沉积多晶硅锭一单晶硅一硅片切割。

冶金级硅的提炼并不难。它的制备主要是在电弧炉中用碳还原石英砂而成。这样被还原出来的硅的纯度约98-99%,但半导体工业用硅还必须进行高度提纯(电子级多晶硅纯度要求11个9,太阳能电池级只要求6个9)。而在提纯过程中,有一项“三氯氢硅还原法(西门子法)”的关键技术我国还没有掌握,由于没有这项技术,我国在提炼过程中70%以上的多晶硅都通过氯气排放了,不仅提炼成本高,而且环境污染非常严重。我国每年都从石英石中提取大量的工业硅,以1美元/公斤的价格出口到德国、美国和日本等国,

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