太阳能光电原理.ppt
上传人:天马****23 上传时间:2024-09-11 格式:PPT 页数:23 大小:334KB 金币:10 举报 版权申诉
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太陽能涉入地球的情形太陽光電原理晶片型太陽能電池應用最為普遍的為單晶矽與多晶矽,以三五族為基板材料的太陽能電池由於成本高,佔有率較低薄膜型太陽能電池是在基板上沈積一層厚度小於1μm的薄膜(多晶矽、非晶矽或三五族材料)。由於薄膜型太陽能電池材料缺陷較多,光電轉換效率較低以及可靠度較差,因此市場主流仍為晶片型,不過薄膜型太陽能電池具備低成本與可大型化之優點,若能有效改善轉換效率與穩定性的問題,未來仍有其市場性。目前在各種原料的太陽能電池(晶矽、非晶矽、複合物)中,晶矽太陽能電池的市場佔有率最近幾年皆維持在90%以上。太陽能電池分非晶、單晶及多晶三種:(二)多晶矽的矽原子堆積方式不只一種,它是由多種不同排列方向的單晶所組成。多晶矽是以熔融的矽鑄造固化而成,因其製程簡單,所以成本較低。目前由多晶矽所製作出的太陽電池產量,已經逐漸超越單晶矽的太陽電池。(三)非晶矽乃是指矽原子的排列非常紊亂,沒有規則可循。一般非晶矽是以電漿式化學氣相沈積法,在玻璃等基板上成長厚度約一微米左右的非晶矽薄膜。因為非晶矽對光的吸收性比矽強約500倍,所以只需要薄薄的一層就可以把光子的能量有效地吸收,且不需要使用昂貴的結晶矽基板,而用較便宜的玻璃、陶瓷或是金屬等基板,如此不僅可以節省大量的材料成本,也使得製作大面積的太陽電池成為可能(結晶矽太陽電池的面積受限於矽晶圓的尺寸)。一般來說,單晶矽太陽能電池的光電轉換效率最高,使用年限也比較長,比較適合於發電廠或交通照明號誌等場所的使用。世界上,生產太陽能電池的主要大廠,例如德國的西門子及日本的夏普公司,都以生產這類型的單晶矽太陽能電池為主。太陽電池構造與發電簡單的說,太陽光電的發電原理,是利用太陽電池吸收0.2μm~0.4μm波長的太陽光,將光能直接轉變成電能輸出的一種發電方式。由於太陽電池產生的電是直流電,因此若需提供電力給家電用品或是電器則需加裝直/交流轉換器,將直流電轉換成交流電,才能供電至家庭用電或工業用電。太陽能的優缺點德國太陽能屋房屋圓形樓梯位於正中央,建築外觀看起來大約四個樓層的高度,其實則有六個樓層或空間,每走幾個階梯就轉換另一處樓層空間,屋頂則是花園與太陽能光電板。設計者運用機械構造讓建築物隨著太陽運行緩慢自轉,位於屋頂的太陽能光電板則以最大日照的角度對準太陽,四週的太陽熱能集熱器也面對著直射的太陽,以獲取最大的太陽能與熱能。設計者在太陽能屋頂上安裝了光電轉換裝置,把吸收的太陽能轉化成電能,解決了建築的照明問題。無論是50攝氏度的炎炎夏季,還是零下20攝氏度的嚴寒時節,沒有暖氣和空調設備的太陽能屋內都能保持15至25攝氏度的宜人溫度這是一棟積極省能與貫徹環保的建築,屋外有一小座生態水池,廚房內則刻意不裝設冰箱,不但省電,也確保食物的新鮮,廚餘則做成有機肥。為了積極省水,特別使用乾式馬桶,排泄物經過高壓排入地下室,經處理成為堆肥;浴室使用過的水也都回收成為可再利用來灌溉的中水,此外也利用建築技巧讓日照陽光來取代電燈的使用。甚至每次購物之前就想好廢棄物的解決問題,不選擇無法回收再利用的物品。房屋還裝有巨大的隔熱窗,並配置了良好的通風係統。把渾濁空氣排出室外的同時,屋中的熱量交換裝置能把廢氣中的熱量傳遞給流通至室內的新鮮空氣,以保持室內溫度。太陽能屋融合了現代節能技術和傳統建築技巧,被稱為太陽能建築經典,吸引許多環保主義者、建築師、記者和遊客前來慕名參觀。根據德國太陽能產業協會提供的數據,德國太陽能發電量已從2002年的83兆瓦上升到2006年的750兆瓦。太陽能停車棚為自行車充電太陽能停車棚位於日本東京都的田園都市地鐵櫻新町站,於2010年3月16日正式運營。這些電動自行車可租用,每天只需要300日元的租金。這些電動自行車便於人們短途使用,可連接地鐵和其他交通工具。這些太陽能停車棚利用太陽能電池板發電,並把產生的電能儲存在大容量鋰離子儲電電池中,然後再將電能轉移到自行車用鋰離子充電電池上使用。櫻新町站和櫻上水站的太陽能發電系統,均在停車棚的屋頂上設置了36塊太陽能電池板,每塊電池板發電功率為0.21千瓦,整個車棚可發電7.56千瓦。每個停車棚的大容量鋰離子儲電電池的儲電容量為9.678度。車棚提供租用的電動自行車為鋰離子充電電池,儲電容量為0.16度,可行駛超過30公里的距離。停車棚屋頂的LED照明燈的電能也來自太陽能車棚還有一些其他充電插口,可為用戶隨身攜帶的手機等小電器充電。由於停車棚有大容量公用儲電電池,即使連續出現陰雨天或設備檢修等無法發電的日子,太陽能停車棚裏的電動自行車也可連續使用2~3天。如果陰雨天超過3天,就得啟用備用電力系統,利用公共電網中的電為自行車充電。太陽能飛機美國在8