太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件

太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)共145頁太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)共145頁1可再生能源轉(zhuǎn)化與利用倮教師:李明濤,趙亮2019.11.20可再生能源轉(zhuǎn)化與利用2第四章太陽能光電轉(zhuǎn)換△=第1節(jié)概論第2節(jié)光電轉(zhuǎn)換的理論基礎(chǔ)第3節(jié)太陽能電池的基本特性第4節(jié)幾種典型的太陽能電池第5節(jié)太陽能光伏系統(tǒng)第四章太陽能光電轉(zhuǎn)換3什么是太陽能光電轉(zhuǎn)換?太陽能光電轉(zhuǎn)換是直接將太陽能轉(zhuǎn)換為電能,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換的主要部件是太陽能電池?；靥柲茈姵匾卜Q光伏電池,它沒有任何運(yùn)動的機(jī)械部件,在能量轉(zhuǎn)換中具有重要的地位,被認(rèn)為是“最優(yōu)雅的能量轉(zhuǎn)換器”什么是太陽能光電轉(zhuǎn)換?4太陽能電池的發(fā)展歷程1839年法國科學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)“光生伏打效應(yīng)”1883年CharlesFritts在鍺半導(dǎo)體上覆上金層形成半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié),成功制備第一塊太陽能電池,效率只有1%1954年美國貝爾實(shí)驗(yàn)室研制成實(shí)用型硅太陽能電池,效率6%,為光伏發(fā)電大規(guī)模應(yīng)用奠定了基礎(chǔ);同年,首次發(fā)現(xiàn)了砷化鎵有光伏效應(yīng),制成了第一塊薄膜太陽電池。1958年太陽電池首次在空間應(yīng)用,裝備美國先鋒1號衛(wèi)星電源。1958年我國開始了太陽能電池的研制工作,1971年首次發(fā)射了用太陽能電池作為電池的人造衛(wèi)星1959年第一個多晶硅太陽電池問世,效率達(dá)51978年美國建成100kWp太陽地面光伏電站太陽能電池的發(fā)展歷程5太陽能電池的發(fā)展歷程1980年單晶硅太陽電池效率達(dá)20%,砷化鎵電池達(dá)22.5%,多晶硅電池達(dá)145%,硫化鎘電池達(dá)9.15%。1990年德國提出“2000個光伏屋頂計劃”,每個家庭的屋頂裝3~5kW光伏電池。2019年日本“新陽光計劃”提出到2019年生產(chǎn)43億Wp光伏電池。100萬戶,每戶安裝3~5kWp。2019年單晶硅光伏電池效率達(dá)25%。荷蘭政府提出“荷蘭百萬個太陽光伏屋頂計劃”,到2020年完成。2019年,商業(yè)化單晶硅太陽能電池效率為183%,多晶硅158%2019年,晶體硅電池的價格下降到2$Wp,電價達(dá)到11ckWh;預(yù)計2020年晶體硅電池價格下降到1$Wp,電價達(dá)到53ckWh,達(dá)到與其他發(fā)電方式相當(dāng)?shù)乃?。太陽能電池的發(fā)展歷程6太陽能電池的利用情況日本、歐洲、世界P組件生產(chǎn)量美國一直是發(fā)展和利用00太陽能電池的主要國家40和地區(qū)。200口其376566359759418.7B05B3B653,N1351口歐洲6了41201s830.31,圖B40.413519330□日本1285L6.,421.28519802518646d25634.s3.95153.6087510120103135■總計346.567969.477.688.61265s|288F4s1zo0世界太陽能電池歷年產(chǎn)量峰值(單位:MW)太陽能電池的利用情況7太陽能電池的利用情況新千年開始,世界其他國家和地區(qū)的太陽能電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度明顯加快了。2019-2019年世界太陽能電池產(chǎn)量峰值(單位:MW)年份區(qū)域201920192019201920192019中國1010502004001088歐洲13519343144706571062日本251363960283928920美國12010321401542022661其他5583.81393387131751.9總計56174431195179525004000太陽能電池的利用情況8第四章太陽能光電轉(zhuǎn)換第1節(jié)概論第2節(jié)光電轉(zhuǎn)換的理論基礎(chǔ)第3節(jié)太陽能電池的基本特性第4節(jié)幾種典型的太陽能電池第5節(jié)太陽能光伏系統(tǒng)第四章太陽能光電轉(zhuǎn)換9光生伏特效應(yīng)光生伏特效應(yīng)是太陽能光電轉(zhuǎn)換的基本過程。太陽光是由光子組成的,光子的能量和太陽光譜的波長相對應(yīng)。光照射到太陽能電池板上,可以被反射、吸收或者透射,其中被吸收的光子就可以產(chǎn)生電能。本節(jié)內(nèi)容:◆半導(dǎo)體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電性◆半導(dǎo)體禁帶寬度和光學(xué)特性◆半導(dǎo)體的摻雜特性◆p-n結(jié)a·◆太陽能電池的工作原理光生伏特效應(yīng)10半導(dǎo)體室溫下電阻率處于103~109Qcm范圍內(nèi)的材料,其電子激發(fā)能隙處在0到大約3ev之間?；蛘哒f導(dǎo)電性介于金屬和絕緣體之間的一種材料。金屬電阻率:10-892m絕緣體電阻率:1014~1022m半導(dǎo)體電阻率:104-1079m元素半導(dǎo)體—Si、Ge、Te等化合物半導(dǎo)體一GaN、GaAs、InP、cdS、cdTe、PbS等>合金半導(dǎo)體—Si-Ge、A,Ga1xAs等有機(jī)半導(dǎo)體一分子晶體、有機(jī)絡(luò)合物、高分子材料半導(dǎo)體11太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件12太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件13太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件14太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件15太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件16太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件17太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件18太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件19太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件20太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件21太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件22太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件23太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件24太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件25太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件26太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件27太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件28太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件29太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件30太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件31太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件32太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件33太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件34太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件35太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件36太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件37太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件38太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件39太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件40太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件41太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件42太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件43太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件44太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件45太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件46太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件47太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件48太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件49太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件50太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件51太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件52太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件53太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件54太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件55太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件56太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件57太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件58太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件59太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件60太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件61太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件62太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件63太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件64太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件65太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件66太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件67太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件68太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件69太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件70太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件71太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件72太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件73太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件74太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件75太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件76太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件77太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件78太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件79太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件80太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件81太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件82太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件83太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件84太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件85太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件86太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件87太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件88太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件89太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件90太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件91太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)PP課件92太陽能光電轉(zhuǎn)換西安交通大學(xué)P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