太陽能電池板
太陽能電池板主要材料是“硅”， “硅”是我們這個星球上儲藏最豐量的材料之一。 自從19世紀科學家們發現了晶體硅的半導體特性后，它幾乎改變了一切，甚至人類的思維。20世紀末，人類的生活中處處可見“硅”的身影和作用，晶體硅太陽能電池是近15年來形成產業化最快的。生產過程大致可分為五個步驟：a、提純過程 b、拉棒過程 c、切片過程 d、制電池過程 e、封裝過程。
太陽能電池板-分類   
太陽能電池板：Solar panel
分類：
按晶體硅電池板劃分：多晶硅太陽能電池、單晶硅太陽能電池。
按非晶硅電池板劃分：薄膜太陽能電池、有機太陽能電池。
按化學染料電池板劃分：染料敏化太陽能電池。
太陽能電池板-組成   
（1）單晶硅太陽能電池
單晶硅太陽能電池的光電轉換效率為15%左右，最高的達到24％，這是目前所有種類的太陽能電池中光電轉換效率最高的，但制作成本很大，以致于它還不能被大量廣泛和普遍地使用。由于單晶硅一般采用鋼化玻璃以及防水樹脂進行封裝，因此其堅固耐用，使用壽命一般可達15年，最高可達25年。
（2）多晶硅太陽能電池
多晶硅太陽電池的制作工藝與單晶硅太陽電池差不多，但是多晶硅太陽能電池的光電轉換效率則要降低不少，其光電轉換效率約12％左右 (2004年7月1日日本夏普上市效率為14.8%的世界最高效率多晶硅太陽能電池)。 從制作成本上來講，比單晶硅太陽能電池要便宜一些，材料制造簡便，節約電耗，總的生產成本較低，因此得到大量發展。此外，多晶硅太陽能電池的使用壽命也要比單晶硅太陽能電池短。從性能價格比來講，單晶硅太陽能電池還略好。
（3）非晶硅太陽能電池
非晶硅太陽電池是1976年出現的新型薄膜式太陽電池，它與單晶硅和多晶硅太陽電池的制作方法完全不同，工藝過程大大簡化，硅材料消耗很少，電耗更低，它的主要優點是在弱光條件也能發電。但非晶硅太陽電池存在的主要問題是光電轉換效率偏低，目前國際先進水平為10％左右，且不夠穩定，隨著時間的延長，其轉換效率衰減。
（4）多元化合物太陽電池
多元化合物太陽電池指不是用單一元素半導體材料制成的太陽電池。現在各國研究的品種繁多，大多數尚未工業化生產，主要有以下幾種：a) 硫化鎘太陽能電池b) 砷化鎵太陽能電池c) 銅銦硒太陽能電池(新型多元帶隙梯度Cu(In, Ga)Se2薄膜太陽能電池)
Cu(In, Ga)Se2是一種性能優良太陽光吸收材料，具有梯度能帶間隙（導帶與價帶之間的能級差）多元的半導體材料，可以擴大太陽能吸收光譜范圍，進而提高光電轉化效率。以它為基礎可以設計出光電轉換效率比硅薄膜太陽能電池明顯提高的薄膜太陽能電池。可以達到的光電轉化率為18％，而且，此類薄膜太陽能電池到目前為止，未發現有光輻射引致性能衰退效應（SWE），其光電轉化效率比目前商用的薄膜太陽能電池板提高約50~75%，在薄膜太陽能電池中屬于世界的最高水平的光電轉化效率。
太陽能電池板-壽命   
現在太陽能電池板廠家提供的數據是包用20年，不是儲能的鉛酸電池，只是電池板，現在每瓦的價格在國內差不多30-40元，國際價格3.5-3.8美元每瓦。價格是按瓦算的！
太陽能電池板-功率計算方法    
太陽能交流發電系統是由太陽電池板、充電控制器、逆變器和蓄電池共同組成；太陽能直流發電系統則不包括逆變器。為了使太陽能發電系統能為負載提供足夠的電源，就要根據用電器的功率，合理選擇各部件。下面以100W輸出功率，每天使用6個小時為例，介紹一下計算方法：
1.首先應計算出每天消耗的瓦時數(包括逆變器的損耗)：若逆變器的轉換效率為90％，則當輸出功率為100W時，則實際需要輸出功率應為100W/90％=111W；若按每天使用5小時，則耗電量為111W*5小時=555Wh。
2.計算太陽能電池板：按每日有效日照時間為6小時計算，再考慮到充電效率和充電過程中的損耗，太陽能電池板的輸出功率應為555Wh/6h/70%=130W。其中70％是充電過程中，太陽能電池板的實際使用功率。
太陽能電池板-發電系統      太陽能電池板概念太陽能發電系統由太陽能電池組、太陽能控制器、蓄電池（組）組成。如輸出電源為交流220V或 110V，還需要配置逆變器。各部分的作用為：
（一）太陽能電池板：太陽能電池板是太陽能發電系統中的核心部分，也是太陽能發電系統中價值最高的部分。其作用是將太陽的輻射能力轉換為電能，或送往蓄電池中存儲起來，或推動負載工作。太陽能電池板的質量和成本將直接決定整個系統的質量和成本。
（二）太陽能控制器：太陽能控制器的作用是控制整個系統的工作狀態，并對蓄電池起到過充電保護、過放電保護的作用。在溫差較大的地方，合格的控制器還應具備溫度補償的功能。其他附加功能如光控開關、時控開關都應當是控制器的可選項。
（三）蓄電池：一般為鉛酸電池，小微型系統中，也可用鎳氫電池、鎳鎘電池或鋰電池。其作用是在有光照時將太陽能電池板所發出的電能儲存起來，到需要的時候再釋放出來。
（四）逆變器：在很多場合，都需要提供220VAC、110VAC的交流電源。由于太陽能的直接輸出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。為能向220VAC的電器提供電能，需要將太陽能發電系統所發出的直流電能轉換成交流電能，因此需要使用DC-AC逆變器。在某些場合，需要使用多種電壓的負載時，也要用到DC-DC逆變器，如將24VDC的電能轉換成5VDC的電能（注意，不是簡單的降壓）。
太陽能電池板-設計因素太陽能電池板
1、太陽能發電系統的使用場所，該地日光輻射情況
2、 系統的負載功率大小
3、 系統的輸出電壓，直流還是交流
4、 系統每天需要工作的時間
5、 如遇到沒有日光照射的陰雨天氣，系統需連續供電的天數
6、 負載的情況，純電阻性、電容性還是電感性，啟動電流的大小
7、 系統需求的數量
太陽能電池板-工作原理      太陽能電池板太陽光照在半導體p-n結上，形成新的空穴---電子對，在p---n結電場的作用下，空穴由n區流向p區，電子由p區流向n區，接通電路后就形成電流。這就是光電效應太陽能電池的工作原理。太陽能發電方式太陽能發電有兩種方式，一種是光—熱—電轉換方式，另一種是光—電直接轉換方式。
（1） 光—熱—電轉換方式通過利用太陽輻射產生的熱能發電，一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換成工質的蒸氣，再驅動汽輪機發電。前一個過程是光—熱轉換過程；后一個過程是熱—電轉換過程，與普通的火力發電一樣.太陽能熱發電的缺點是效率很低而成本很高，估計它的投資至少要比普通火電站貴5～10倍.一座1000MW的太陽能熱電站需要投資20～25億美元，平均1kW的投資為2000～2500美元。因此，目前只能小規模地應用于特殊的場合，而大規模利用在經濟上很不合算，還不能與普通的火電站或核電站相競爭。
（2） 光—電直接轉換方式該方式是利用光電效應，將太陽輻射能直接轉換成電能，光—電轉換的基本裝置就是太陽能電池。太陽能電池是一種由于光生伏特效應而將太陽光能直接轉化為電能的器件，是一個半導體光電二極管，當太陽光照到光電二極管上時，光電二極管就會把太陽的光能變成電能，產生電流。當許多個電池串聯或并聯起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。太陽能電池是一種大有前途的新型電源，具有永久性、清潔性和靈活性三大優點.太陽能電池壽命長，只要太陽存在，太陽能電池就可以一次投資而長期使用；與火力發電、核能發電相比，太陽能電池不會引起環境污染；太陽能電池可以大中小并舉，大到百萬千瓦的中型電站，小到只供一戶用的太陽能電池組，這是其它電源無法比擬的電池板原料：玻璃，EVA，電池片、鋁合金殼、包錫銅片、不銹鋼制價、蓄電池等。
太陽能電池板-作用   
利用光電效應直接把光能轉化成電能，將太陽的光能轉化為電能后，輸出直流電存入蓄電池中（以化學能儲存），要用時再釋放出來！沒有存儲，電的存儲是另外的裝置，和太陽能電池板沒關系。電池的充電是化學手段。
太陽能電池板-發展現狀     太陽能電池板美國倫斯勒理工學院研究人員2008年開發出一種新型涂層，將其覆蓋在太陽能電池板上能使后者的陽光吸收率提高到96.2%，而普通太陽能電池板的陽光吸收率僅為70%左右。
新涂層主要解決了兩個技術難題，一是幫助太陽能電池板吸收幾乎全部的太陽光譜，二是使太陽能電池板吸收來自更大角度的太陽光，從而提高了太陽能電池板吸收太陽光的效率。
普通太陽能電池板通常只能吸收部分太陽光譜，而且通常只在吸收直射的太陽光時工作效率較高，因此很多太陽能裝置都配備自動調整系統，以保證太陽能電池板始終與太陽保持最有利于吸收能量的角度
太陽能電池板-制作太陽能電池板    
第一步：制作二氧化鈦膜 先把二氧化鈦粉末放入研缽中與粘合劑進行研磨，接著用玻璃棒緩慢地在導電玻璃上進行涂膜。把二氧化鈦膜放入酒精燈下燒結10～15分鐘，然后冷卻。
第二步：利用天然燃料為二氧化鈦著色 如圖四所示，把新鮮的或冰凍的黑梅、山梅、石榴籽或紅茶，用一大湯匙的稅進行擠壓，然后把二氧化鈦膜放進去進行著色，大約需要5分鐘，知道膜層變成深紫色，如果膜層兩面著色的不均勻，可以在放進去浸泡5分鐘，然后用乙醇沖洗，并用柔軟的紙輕輕地擦干。
第三步：制作反電極 電池需要正電極，當然也需要反電極。正電極和反電極一樣，是由涂有導電的SnO2膜層構成的，利用一個簡單的萬用表就可以判斷玻璃的那一面是可以導電的，利用手指也可以做出判斷，導電面較為粗糙。如突五所示，把非導電面標上‘+’，然后用鉛筆在導電面上均勻地涂上一層石墨。
第四步：加入電解質 利用含碘離子的溶液作為太陽能電池的電解質，它主要用于還原和再生燃料。如圖六所示，在二氧化鈦膜表面上滴加一到兩滴電解質即可。
第五步：組裝電池把著色后的二氧化鈦膜面朝上放在桌上，在膜上面滴一到兩滴含碘和碘離子的電解質，然后把反電極的導電面朝下壓在二氧化鈦膜上。把兩片玻璃稍微錯開，以便利用暴露在外面的部分作為電極的測試用。利用兩個夾子把電池夾住，這樣，你的太陽能電池就做成了。
第六步：電池的測試 在室外太陽光下，可以獲得開路電壓0.4V,短路電流1mA/cm2的太陽能電池。
太陽能電站安裝時太陽能電池板的傾斜角
1. 方位角
太陽電池方陣的方位角是方陣的垂直面與正南方向的夾角（向東偏設定為負角度，向西偏設定為正角度）。一般情況下，方陣朝向正南（即方陣垂直面與正南的夾角為0°）時，太陽電池發電量是最大的。在偏離正南（北半球）30°度時，方陣的發電量將減少約10％～15％；在偏離正南（北半球）60°時，方陣的發電量將減少約20％～30％。但是，在晴朗的夏天，太陽輻射能量的最大時刻是在中午稍后，因此方陣的方位稍微向西偏一些時，在午后時刻可獲得最大發電功率。在不同的季節，太陽電池方陣的方位稍微向東或西一些都有獲得發電量最大的時候。方陣設置場所受到許多條件的制約，例如，在地面上設置時土地的方位角、在屋頂上設置時屋頂的方位角，或者是為了躲避太陽陰影時的方位角，以及布置規劃、發電效率、設計規劃、建設目的等許多因素都有關系。如果要將方位角調整到在一天中負荷的峰值時刻與發電峰值時刻一致時，請參考下述的公式。至于并網發電的場合，希望綜合考慮以上各方面的情況來選定方位角。 方位角 ＝（一天中負荷的峰值時刻（24小時制）－12）×15＋（經度－116） 10月9日北京的太陽電池方陣處于不同方位角時，日射量與時間推移的關系曲線。在不同的季節，各個方位的日射量峰值產生時刻是不一樣的。
2. 傾斜角
傾斜角是太陽電池方陣平面與水平地面的夾角，并希望此夾角是方陣一年中發電量為最大時的最佳傾斜角度。一年中的最佳傾斜角與當地的地理緯度有關，當緯度較高時，相應的傾斜角也大。但是，和方位角一樣，在設計中也要考慮到屋頂的傾斜角及積雪滑落的傾斜角（斜 率大于50％-60％）等方面的限制條件。對于積雪滑落的傾斜角，即使在積雪期發電量少而年總發電量也存在增加的情況，因此，特別是在并網發電的系統中，并不一定優先考慮積雪的滑落，此外，還要進一步考慮其它因素。 對于正南（方位角為0°度），傾斜角從水平（傾斜角為0°度）開始逐漸向最佳的傾斜角過渡時，其日射量不斷增加直到最大值，然后再增加傾斜角其日射量不斷 減少。特別是在傾斜角大于50°～60°以后，日射量急劇下降，直至到最后的垂直放置時，發電量下降到最小。方陣從垂直放置到10°～20°的傾斜放置都 有實際的例子。對于方位角不為0°度的情況，斜面日射量的值普遍偏低，最大日射量的值是在與水平面接近的傾斜角度附近。 以上所述為方位角、傾斜角與發電量之間的關系，對于具體設計某一個方陣的方位角和傾斜角還應綜合地進一步同實際情況結合起來考慮。
3. 陰影對發電量的影響
一般情況下，我們在計算發電量時，是在方陣面完全沒有陰影的前提下得到的。因此，如果太陽電池不能被日光直接照到時，那么只有散射光用來發電，此時的發電量比無陰影的要減少約10％～20％。針對這種情況，我們要對理論計算值進行校正。 通常，在方陣周圍有建筑物及山峰等物體時，太陽出來后，建筑物及山的周圍會存在陰影，因此在選擇敷設方陣的地方時應盡量避開陰影。如果實在無法躲開，也應從太陽電池的接線方法上進行解決，使陰影對發電量的影響降低到最低程度。另外，如果方陣是前后放置時，后面的方陣與前面的方陣之間距離接近后，前邊方陣的陰影會對后邊方陣的發電量產生影響。有一個高為L1的竹竿，其南北方向的陰影長度為L2，太陽高度（仰角）為A，在方位角為B時，假設陰影的倍率為R，則： R ＝ L2/L1 ＝ ctgA×cosB 此式應按冬至那一天進行計算，因為，那一天的陰影最長。例如方陣的上邊緣的高度為h1，下邊緣的高度為h2，則：方陣之間的距離a ＝ （h1-h2）×R。當緯度較高時，方陣之間的距離加大，相應地設置場所的面積也會增加。對于有防積雪措施的方陣來說，其傾斜角度大，因此使方陣的高度增大，為避免陰影的影響，相應地也會使方陣之間的距離加大。通常在排布方陣陣列時，應分別選取每一個方陣的構造尺寸，將其高度調整到合適值，從而利用其高度差使方陣之間的距離調整到最小。 具體的太陽電池方陣設計，在合理確定方位角與傾斜角的同時，還應進行全面的考慮，才能使方陣達到最佳狀態

簡易調試方法：系統安裝一般超向正南（太陽能方陣垂直面與正南的夾角為0）時，發電量最多。傾角是方陣平面與水平地面的夾角，一般是取當地緯度+10度。
太陽能電池板種類
1.太陽能電池板的作用
太陽能電池板的作用是將太陽的光能轉化為電能后，輸出直流電存入蓄電池中。太陽能電池板是太陽能發電系統中最重要的部件之一，其轉換率和使用壽命是決定太陽電池是否具有使用價值的重要因素。
太陽電池組件可組成各種大小不同的太陽電池方陣，亦稱太陽電池陣列。太陽能電池板的功率輸出能力與其面積大小密切相關，面積越大，在相同光照條件下的輸出功率也越大。太陽能電池板的優劣主要由開路電壓和短路電流這兩項指標來衡量。　
2.太陽能電池板的種類 　
（1）單晶硅太陽能電池 　
目前單晶硅太陽能電池的光電轉換效率為15%左右，最高的達到24％，這是目前所有種類的太陽能電池中光電轉換效率最高的，但制作成本很大，以致于它還不能被大量廣泛和普遍地使用。由于單晶硅一般采用鋼化玻璃以及防水樹脂進行封裝，因此其堅固耐用，使用壽命一般可達15年，最高可達25年。 　
（2）多晶硅太陽能電池 　
多晶硅太陽電池的制作工藝與單晶硅太陽電池差不多，但是多晶硅太陽能電池的光電轉換效率則要降低不少，其光電轉換效率約12％左右 (2004年7月1日日本夏普上市效率為14.8%的世界最高效率多晶硅太陽能電池)。 從制作成本上來講，比單晶硅太陽能電池要便宜一些，材料制造簡便，節約電耗，總的生產成本較低，因此得到大量發展。此外，多晶硅太陽能電池的使用壽命也要比單晶硅太陽能電池短。從性能價格比來講，單晶硅太陽能電池還略好。　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
（3）非晶硅太陽能電池 　
非晶硅太陽電池是1976年出現的新型薄膜式太陽電池，它與單晶硅和多晶硅太陽電池的制作方法完全不同，工藝過程大大簡化，硅材料消耗很少，電耗更低，它的主要優點是在弱光條件也能發電。但非晶硅太陽電池存在的主要問題是光電轉換效率偏低，目前國際先進水平為10％左右，且不夠穩定，隨著時間的延長，其轉換效率衰減。 　
（4）多元化合物太陽電池　
多元化合物太陽電池指不是用單一元素半導體材料制成的太陽電池。現在各國研究的品種繁多，大多數尚未工業化生產，主要有以下幾種：
a) 硫化鎘太陽能電池
b) 砷化鎵太陽能電池
c) 銅銦硒太陽能電池(新型多元帶隙梯度Cu(In, Ga)Se2薄膜太陽能電池)
Cu(In, Ga)Se2是一種性能優良太陽光吸收材料，具有梯度能帶間隙（導帶與價帶之間的能級差）多元的半導體材料，可以擴大太陽能吸收光譜范圍，進而提高光電轉化效率。以它為基礎可以設計出光電轉換效率比硅薄膜太陽能電池明顯提高的薄膜太陽能電池。可以達到的光電轉化率為18％，而且，此類薄膜太陽能電池到目前為止，未發現有光輻射引致性能衰退效應（SWE），其光電轉化效率比目前商用的薄膜太陽能電池板提高約50~75%，在薄膜太陽能電池中屬于世界的最高水平的光電轉化效率。 　
3.太陽能電池板的使用 　
（1）太陽能電池板采用高晶硅材料制成，并用高強度、透光性能強的太陽能專用鋼化玻璃以及高性能、耐紫外線輻射的專用密封材料層壓而成的太陽能電池板，能抗冰雪地帶。在溫度劇變的惡劣環境下能正常使用，在使用過程中，把太陽能轉換成電能；所以，只要有陽光就可以發電，是一種先進、無污染的環保的高科技產品。　
　 　 　
（2）太陽能電池板應用于任何太陽能光伏系統設備，如照明燈具及日用電器，或各種小型、中大型太陽能電站。根據用戶應用要求來設計所需的形狀和功率，太陽能電池板可采用串聯或并聯使用，安裝于太陽直接、無任何遮擋位置，用支架固定。安裝方向稍傾斜，傾角度按所在地理位置而確定，將太陽能電池板正面正對太陽，安裝角度（指太陽電池板正面與地面夾角）與當地緯度一致既可。如條件允許，太陽能電池板的傾角可隨季節變化做出相應調整。使用太陽能電池板好處之一是使蓄電池不斷地處于浮充狀態，能較有利地抑制極化發生程度，從而使蓄電池的使用壽命獲得大幅度延長，這種效果是1+1>2的關系。 　
4.太陽能電池板的組成 　
太陽能電池板由電池片、組件邊框、鋼化玻璃、封裝材料以及接線盒