太阳能电池。方案、说明

太阳能电池。无线电电子电气工程百科全书

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我们中的许多人并不怀疑从阳光中获取电力的方法已经知道了大约 130 年。 1839 年，埃德蒙·贝克勒尔首次观察到光电效应。这一意外发现直到 1873 年才引起人们的注意，当时威洛比·史密斯 (Willoughby Smith) 在用光照射硒板时发现了类似的效果。尽管他的第一个实验远非完美，但它们标志着半导体太阳能电池历史的开始。为了寻找新的能源，贝尔实验室发明了硅太阳能电池，成为当今太阳能光伏转换器的先驱。直到 50 年代初期，太阳能电池才达到比较高的完善程度。

太阳能电池 (PEC) 中的能量转换基于暴露于太阳辐射时不均匀半导体结构中的光伏效应。在这一页上，我们并没有为自己设定进入这个困难现象的物理学的目标，所以我们将简要描述这个问题的实际方面。

您可以像使用其他电源的能量一样使用太阳能电池的能量，不同的是太阳能电池不怕短路。它们中的每一个都旨在在给定电压下保持一定的电流强度。但与其他电流源不同的是，太阳能电池的特性取决于落在其表面的光量。例如，传入的云可以将输出功率降低 50% 以上。此外，技术制度的偏差会导致一批元素的输出参数出现偏差。因此，充分利用光伏转换器的愿望导致需要按输出电流对电池进行分类。举个“坏羊坏了羊群”的例子，可以举出以下例子：在大口径的水管中，将直径小得多的管段剪断，水流会急剧增加。减少。类似的事情发生在太阳能电池的一系列非均匀输出参数中。

硅太阳能电池是非线性器件，它们的行为不能用欧姆定律这样的简单公式来描述。相反，为了解释元件的特性，可以使用一系列易于理解的曲线——电流-电压特性（CVC）

太阳能电池

一个元件产生的开路电压在一批中从一个元件移到另一个元件以及从一个制造商移到另一个元件时会略有变化，约为 0.6 V。此值不取决于元件的大小。情况与现在不同。它取决于光的强度和元素的大小，即其表面积。

100*100mm尺寸的元件比100*10mm尺寸的元件大10倍，因此在相同光照下，它会发出100倍的电流。

加载元件，您可以绘制输出功率对电压的依赖性，得到类似于图 2 所示的结果

太阳能电池

峰值功率对应于大约 0,47 V 的电压。因此，为了正确评估太阳能电池的质量，以及在相同条件下将电池相互比较，有必要对其进行加载，以便输出电压为0,47V。太阳能元件选择工作后，需要进行焊接。串行元件配备了电流收集网格，其设计用于将导体焊接到它们上。

可以以任何所需的组合制造电池。最简单的电池是一串串联的电池。也可以将链并联，获得所谓的串并联连接。

太阳能电池运行中的一个重要点是它们的温度状态。当元件加热超过 25 度时^о有了它，它会损失 0,002 V 的电压，即0,4%/度。图 3 显示了一系列针对温度 25 的 CVC 曲线^о C和60^о S.

太阳能电池

在阳光明媚的日子里，元素加热到 60-70^о每个损失 0,07-0,09 V。这是太阳能电池效率下降的主要原因，导致电池产生的电压下降。

目前，传统太阳能电池的效率为 10-16%。这意味着一个尺寸为 100 * 100 mm 的元件在标准条件下可以产生 1-1,6 瓦的功率。

以下被公认为世界各地元素认证的标准条件：

- 照明 1000 W/m²

- 温度 25^оС

- 光谱 AM 1,5（纬度 45 的太阳光谱^о)

出版：alternativenergy.ru

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