光伏發電基本知識介紹！
一、您知道光伏發電的歷史起源嗎?
1839 年，19 歲的法國貝克勒爾做物理實驗時，發現在導電液中的兩種金屬電極用光照射時電流會加強，從而發現了“光生伏打效應”。1930 年，郞格首次提出用“光伏效應”制造太陽能電池，使太陽能變成電能。
1932 年奧杜博特和斯托拉制成第一塊“硫化鎘”太陽能電池。
1941 年奧杜在硅上發現光伏效應。
1954 年5 月美國貝爾實驗室恰賓、富勒和皮爾松開發出效率為6%的單晶硅太陽能電池，這是世界上第一個有實用價值的太陽能電池，同年威克首次發現了砷化鎳有光伏效應，并在玻璃上沉積硫化鎳博膜，制成了太陽能電池，太陽光轉化為電能的實用光伏發電技術由此誕生并發展起來。
二、光伏發電原理：
光伏發電是指利用太陽能輻射直接轉變成電能的發電方式。
光伏電池是怎么發電的？
光伏電池是一種具有光、電轉換特性的半導體器件，它直接將太陽輻射能轉換成直流電，光伏電池是光伏發電的最基本單元。
光伏電池特有的電特性是借助在晶體硅中摻入某些元素（例如磷或硼等），從而在材料的分子電荷里造成永久的不平衡，形成具有特殊電性能的半導體材料。
在陽光照射下具有特殊電性能的半導體內可以產生自由電荷。這些自由電荷定向移動并積累，從而在其兩端閉合時便產生電能。
這種現象被稱為“光生伏打效應”，簡稱光伏效應。
三、太陽能發電電池的技術分類介紹
（下圖優選圖一，如果不清晰選二）
四、光伏發電電池種類介紹：
P型電池：在p型半導體材料上擴散硼元素，形成n /p型結構的太陽電池即為P型硅片，以這種材料制作的光伏電池稱為P型電池；P型電池是目前主流電池工藝，具有制作工藝簡單，成本較低優點，缺點最高效率有其固有瓶頸。
N型電池：在N型半導體材料上注入磷元素，形成p /n型結構的太陽電池即為N型硅片；N型電池電池效率可以做得更⾼，但是⼯藝更加復雜，目前越來越多的企業生產N型電池，有望成為未來的主流技術。
異質結（HJT/HIT）電池：全稱為本征薄膜異質結電池，是一種高效新型晶硅太陽能電池結構，利用晶體硅基板和非晶硅薄膜制成的混合型太陽能電池，即在P型氫化非晶硅和N型氫化非晶硅與N型硅襯底之間增加一層非摻雜（本征）氫化非晶硅薄膜。異質結電池它由于其獨特的雙面對稱結構及非晶硅層優秀的鈍化效果，具備著轉換效率高、雙面率高、幾乎無光致衰減、溫度特性良好、可使用薄硅片、可疊加鈣鈦礦等優勢，同時其制造工藝流程較短，近年來發展很快，在未來普及程度較高。
TOPCon電池：是一種基于選擇性載流子原理的隧穿氧化層鈍化接觸的太陽能電池。Topcon電池結構為N型硅襯底電池，在電池背面制備一層超薄氧化硅，然后再沉積一層摻雜硅薄層，二者共同形成了鈍化接觸結構，有效降低表面復合和金屬接觸復合。具有高轉換效率、低內部短路、高溫度穩定性和弱光性能優異等優點的新型太陽能電池。在未來，隨著光伏技術的不斷進步，Topcon電池有望在更廣泛的領域得到應用。
銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽能電池：由四種元素銅、銦、鎵、硒作為功能層，同時在柔性襯底沉積其他功能層制備而成，只要幾微米薄就可以和傳統的厚重的硅電池板一樣發電。CIGS電池具有性能穩定、抗輻射能力強，光電轉換效率高，，接近于目前市場主流產品晶體硅太陽電池轉換效率，成本卻是其1/3。正是因為其性能優異被國際上稱為下一代的廉價太陽電池，無論是在地面陽光發電還是在空間微小衛星動力電源的應用上具有廣闊的市場前景。
砷化鎵電池：簡稱GaAs，是一種高效率、高穩定性的太陽能電池。它采用砷化鎵材料作為光伏層，具有較高的太陽能轉換效率，并且在高溫和高輻射環境下具有較好的穩定性。其原理是砷化鎵太陽能電池的光伏轉換層主要由砷化鎵半導體材料構成。當太陽光照射到砷化鎵層上時，光子能量激發了砷化鎵中價帶變成了導帶的電子，從而產生了光生電子空穴對，這些電子空穴對被捕獲并輸送到電極，形成電流。砷化鎵太陽電池是一種高效、高速響應、光譜響應寬、適用于各種光照條件的太陽能轉換器。盡管成本較高，但其應用前景廣闊，將在未來的可再生能源發展中扮演重要的角色。
碲化鎘電池：簡稱CdTe電池，以碲化鎘薄膜為主要功能層的薄膜太陽能電池。主要由p型碲化鎘、n型鎘（硫化鎘）薄膜、透明電極、背電極、玻璃基底等組成。其光吸收率高，轉換效率高，性能穩定，生產成本遠低于其他材料的太陽能電池，便于規模化生產，有望成為未來的主導新能源之一。
鈣鈦礦電池：鈣鈦礦型太陽能電池（perovskite solar cells），是利用鈣鈦礦型的有機金屬鹵化物半導體作為吸光材料的太陽能電池，屬于第三代太陽能電池，也稱作新概念太陽能電池。轉換性能優異、成本低廉、商業價值巨大，是目前研究的熱點。
目前各種技術路線的太陽能電池都在進行創新，不斷的降低生產成本，提高轉化效率，技術發展很快，各種新型技術不斷涌現。
五、光伏發電系統簡介
目前，光伏發電系統分為獨立光伏發電系統、集中并網光伏發電系統、分布式光伏發電系統。
1、獨立光伏發電系統
獨立光伏發電也叫離網光伏發電。主要由太陽電池組件、控制器、蓄電池組成，若要為交流負載供電，還需要配置交流逆變器，獨立光伏電站包括邊遠地區的村莊供電系統、太陽能戶用電源系統、通信信號電源、陰極保護、太陽能路燈等各種帶有蓄電池的可以獨立運行的光伏發電系統。
2、集中并網光伏發電系統
并網光伏發電就是太陽能組件產生的直流電經過并網逆變器轉換成符合市電電網要求的交流電之后直接接入公共電網。可以分為帶蓄電池的并網光伏發電系統和不帶蓄電池的并網光伏發電系統，帶有蓄電池的并網光伏發電系統具有可調度性，可以根據需要并入或退出電網，還具有備用電源的功能，當電網因故停電時可緊急供電；
目前我國在西北荒漠地區新建了較多的大型集中式光伏發電系統，投資大，占地面積大，發電量高。
3、分布式光伏發電系統
分布式光伏電站通常是指利用分散式資源，裝機規模較小的、布置在用戶附近的發電系統，它一般接入低于35千伏或更低電壓等級的電網。它倡導就近發電，就近并網，就近轉換，就近使用的原則，不僅能夠有效提高光伏電站的發電量，同時還有效解決了電力在升壓及長途運輸中的損耗問題。該類項目必須接入公共電網，與公共電網一起為附近的用戶供電。
目前水泥行業利用廠區或者礦山空閑場地和堆棚、房屋頂部空間建設的光伏發電項目就屬于這種分布式發電光伏系統，光伏發電優先自用，余電上網就近利用，一般規模在幾MW到十幾MW范圍內。
六、光伏發電系統由哪些部件構成?
光伏發電系統由光伏方陣(光伏方陣由光伏組件串并聯而成，加上基礎固定裝置等)、控制器、蓄電池組、直流/交流逆變器、控制和保護電氣柜等部分組成.光伏發電系統的核心部件是光伏組件,而光伏組件又是由光伏電池串、并聯并封裝而成，最重要是選擇合適自己的、高性價比的光伏電池技術種類，它將太陽的光能直接轉化為電能，光伏組件產生的電為直流電，可以利用也可以用逆變器將其轉換成為交流電加以利用，可以即發即用，也可以用蓄電池等儲能裝置將電能存放起來，根據需要隨時釋放出來使用。
七、什么叫光伏建筑一體化（BAPV、BIPV）
光伏建筑一體化在行業內分為兩類：
一類是BAPV，將光伏系統附著于建筑物之上，建筑屋面與光伏系統分別構成各自的系統，兩者之間物理結合；
另一類是BIPV，將太陽能光伏發電產品集成在建筑上，能夠作為建材替代現有的屋面，如采光頂、光電幕墻、光伏瓦屋頂以及光伏組件屋面，均屬于建材型光伏系統。
八、光伏發電全產業鏈圖譜（晶硅技術路線）
作者：韓彥峰匯編
單位：中國水泥網
如有侵權，立即刪除
