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俄美共同研制出新型太阳能电池 光电转换效率更高

2016-11-08 10:47:26 来源:汇能网

俄罗斯莫斯科钢铁合金学院和美国德克萨斯大学达拉斯分校组成的国际研究小组,研发出钙钛矿太阳能电池的制造技术。相比传统的硅基太阳能电池,钙钛矿型薄膜太阳能电池的光电转换效率更高,成本更低。研究人员认为,轻便、灵活、廉价的钙钛矿型太阳能电池,将大规模替代硅基太阳能电池。

硅基太阳能电池的研究始于20世纪中叶。现有技术的缺陷在于,硅的生产过程耗能高且有毒,造成其成本高昂。硅的特点是灵活度低、脆弱、电池板重量大,这也大大缩小了其使用范围。金属有机钙钛矿型太阳能电池则有望解决这些问题。

俄美共同研制出新型太阳能电池

在新研究中,科学家们制造出串联设备原型,把光伏电池与碳纳米管连接为一体。多层串联设备把钙钛矿电池与传统的硅基太阳能电池结合在一起,令整个太阳可见光谱都能转化为电能。这种太阳能转化为电能的新机制使电池效率提高15%。

俄研究型工艺技术大学“莫斯科钢铁合金学院”能源效率中心首席专家、美国德克萨斯大学达拉斯分校教授、项目负责人安瓦尔·扎希多夫介绍说:“混合型钙钛矿材料的主要优点是获取简单,制作采用的是普通金属盐和有机化合物,而不是在高效半导体同类产品中,例如硅基太阳能电池和砷化镓太阳能电池中所采用的昂贵稀有元素。钙钛矿材料不仅可以用在玻璃上,还可以涂在其他材料和表面上。相比更加复杂的获取薄膜太阳能电池的方法,这能让电池变得更加廉价。”

钙钛矿薄膜太阳能电池活性层可以涂抹到柔软的、薄薄的基层上。采用卷对卷技术可以把太阳能电池喷到任何弯曲的表面。这样一来,与传统的硅基太阳能电池相比,这种太阳能电池的适用范围显著扩大,如随身携带的电子设备、日用家电、“智能家居”设备等,以确保住宅、房间和汽车工业的供电。

俄美共同研制出新型太阳能电池

目前,每平方米钙钛矿型太阳能电池板的价格不超过100美元,而贵的硅基太阳能电池板每平方米的价格为300美元。在大规模生产情况下,价格将相差3倍。鉴于光伏技术生态友好、物美价廉,生产新型设备更廉价,能大幅减少传统能源的使用。

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太阳能电池板的作用是将太阳的光能转化为电能后,输出直流电存入蓄电池中。太阳能电池板是太阳能发电系统中重要的部件之一,其转换率和使用寿命是决定太阳电池是否具有使用价值的重要因素。

组件设计 按国际电工委员会GB/T9535-98和IEC61215标准,电池片符合GBT6495标准要求进行设计,采用36片或72片多晶硅太阳能电池进行串联以形成12V和24V各种类型的组件。该组件可用于各种户用光伏系统、独立光伏电站和并网光伏电站等。

原材料特点 电池片:采用高效率(15.5以上)的多晶硅(16.5以上的单晶硅)太阳能电池片封装,保证太阳能电池板发电功率充足。 玻璃:采用低铁钢化绒面玻璃又称为白玻璃,厚度3.2mm在太阳电池光谱响应的波长范围内320-1100nm透光率达91以上,对于大于1200nm的红外光有较高的反射率。此玻璃同时能耐太阳紫外光线的辐射,透光率不下降。 EVA:采用加有抗紫外剂、抗氧化剂和固化剂的厚度为0.78mm的优质EVA膜层作为太阳电池的密封剂和与玻璃、TPT之间的连接剂。具有较高的透光率和抗老化能力。

TPT:太阳电池的背面覆盖物―氟塑料膜为白色,对阳光起反射作用,因此对组件的效率略有提高,并因其具有较高的红外发射率,还可降低组件的工作温度,也有利于提高组件的效率。当然,此氟塑料膜首先具有太阳电池封装材料所要求的耐老化、耐腐蚀、不透气等基本要求。 边框:所采用的铝合金边框具有高强度,抗机械冲击能力强。 基本参数 标准测试条件:(AM1.5)辐照度1000W/m2电池温度25℃ 绝缘电压:≥600V(100W以上为≥1000V) 边框接地电阻:≤10hm 迎风压强:2400Pa 填充因子:73% 短路电流温度系数:0.4mA/℃ 开路电压温度系数:-60mV/℃ 工作温度:-40℃~85℃ 组件接线说明 安装所需要的工具 M4一字螺丝刀,十字螺丝刀各一把。

接线盒盖的打开 将M4一字螺丝刀按照接线盒上的标示插入盒盖上的安装孔内,将其一脚轻轻抬起,如此这般先将边上四角抬起,即可打开盒盖。盒内有接线护盖,将其提起则可看到三个接线端子。 电池板的接线 在左右两个接线端子的旁边有正负极标志,它代表电池在工作状态下输出电压的正负极,按照用电需求正极接正接,负极接负极。 接线采用机械压紧方式,用M4十字螺丝刀将接线柱的压紧螺丝旋开,将电线去皮后穿过G7电缆密封接头,插入接线孔中,将线压紧。 电线接好后,将防护盖盖上,用M4十字螺丝刀将自攻螺丝拧入螺丝孔,固定好后在将接线盒盖盖上,即完成电池板的接线。 电池板的接地 在电池板的背面安装有接地螺丝,将接地线固定在接地螺丝上即可安全接地。

责任编辑:林子
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