海南太陽(yáng)告訴你一些小知識(shí)
發(fā)布時(shí)間：2023-06-14 點(diǎn)擊量：888
(一)太陽(yáng)能集熱器
太陽(yáng)能熱水器裝置通常包括太陽(yáng)能集熱器、儲(chǔ)水箱、管道及抽水泵其他部件。另外在冬天需要熱交換器和膨脹槽以及發(fā)電裝置以備電廠(chǎng)不能供電之需 。太陽(yáng)能集熱器(solar collector)在太陽(yáng)能熱系統(tǒng)中,接受太陽(yáng)輻射并向傳熱工質(zhì)傳遞熱量的裝置。按傳熱工質(zhì)可分為液體集熱器和空氣集熱器.按采光方式可分為聚光型和聚光型集熱器兩種。另外還有一種真空集熱器 一個(gè)好的太陽(yáng)能集熱器應(yīng)該能用20-30年。自從大約1980年以來(lái)所制作的集熱器更應(yīng)維持40-50年且很少進(jìn)行維修。
(二)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)
早期最廣泛的太陽(yáng)能應(yīng)用即用于將水加熱，現(xiàn)今全世界已有數(shù)百萬(wàn)太陽(yáng)能熱水裝置。太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)主要元件包括收集器、儲(chǔ)存裝置及循環(huán)管路三部分。此外，可能還有輔助的能源裝置（如電熱器等）以供應(yīng)無(wú)日照時(shí)使用，另外尚可能有強(qiáng)制循環(huán)用的水，以控制水位或控制電動(dòng)部份或溫度的裝置以及接到負(fù)載的管路等。依循環(huán)方式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)可分兩種： （a）自然循環(huán)式 此種型式的儲(chǔ)存箱置于收集器上方。水在收集器中接受太陽(yáng)幅射的加熱，溫度上升，造成收集器及儲(chǔ)水箱中水溫不同而產(chǎn)生密度差，因此引起浮力，此一熱虹吸現(xiàn)像（thermosiphon），促使水在除水箱及收集器中自然流動(dòng)。由與密度差的關(guān)系，水流量于收集器的太陽(yáng)能吸收量成正比。此種型式因不需循環(huán)水，維護(hù)甚為簡(jiǎn)單，故已被廣泛采用。 （b）強(qiáng)制循環(huán)式 熱水系統(tǒng)用水使水在收集器與儲(chǔ)水箱之間循環(huán)。當(dāng)收集器頂端水溫高于儲(chǔ)水箱底部水溫若干度時(shí)，控制裝置將啟動(dòng)水使水流動(dòng)。水入口處設(shè)有止回閥（check valve）以防止夜間水由收集器逆流，引起熱損失。由此種型式的熱水系統(tǒng)的流量可得知（因來(lái)自水的流量可知），容易預(yù)測(cè)性能，亦可推算于若干時(shí)間內(nèi)的加熱水量。如在同樣設(shè)計(jì)條件下，其較自然循環(huán)方式具有可以獲得較高水溫的長(zhǎng)處；，但因其必須利用水，故有水電力、維護(hù)（如漏水等）以及控制裝置時(shí)動(dòng)時(shí)停，容易損壞水等問(wèn)題存在。因此，除大型熱水系統(tǒng)或需要較高水溫的情形，才選擇強(qiáng)制循環(huán)式，一般大多用自然循環(huán)式熱水器。
(三)、暖房
太陽(yáng)能暖房系統(tǒng)（space－h(huán)eateng）利用太陽(yáng)能作房間冬天暖房之用，在許多寒冷地區(qū)已使用多年。因寒帶地區(qū)冬季氣溫甚低，室內(nèi)必須有暖氣設(shè)備，若欲節(jié)省大量化石能源的消耗，設(shè)法應(yīng)用太陽(yáng)幅射熱。大多數(shù)太陽(yáng)能暖房使用熱水系統(tǒng)，亦有使用熱空氣系統(tǒng)。太陽(yáng)能暖房系統(tǒng)是由太陽(yáng)能收集器、熱儲(chǔ)存裝置、輔助能源系統(tǒng)，及室內(nèi)暖房風(fēng)扇系統(tǒng)所組成，其過(guò)程乃太陽(yáng)輻射熱傳導(dǎo)，經(jīng)收集器內(nèi)的工作流體將熱能儲(chǔ)存，在供熱至房間。至輔助熱源則可裝置在儲(chǔ)熱裝置內(nèi)、直接裝設(shè)在房間內(nèi)或裝設(shè)于儲(chǔ)存裝置及房間之間等不同設(shè)計(jì)。當(dāng)然亦可不用儲(chǔ)熱雙置而直接將熱能用到暖房的直接式暖房設(shè)計(jì)，或者將太陽(yáng)能直接用于熱電或光電方式發(fā)電，在加熱房間，或透過(guò)冷暖房的熱（heat pump）裝置方式供作暖房使用。最常用的暖房系統(tǒng)為太陽(yáng)能熱水裝置，其將熱水通至儲(chǔ)熱裝置之中（固體、液體或相變化的儲(chǔ)熱系統(tǒng)），然后利用風(fēng)扇將室內(nèi)或室外空氣驅(qū)動(dòng)至此儲(chǔ)熱裝置中吸熱，在把此熱空氣傳送至室內(nèi)；或利用另一種液體流至儲(chǔ)熱裝置中吸熱，當(dāng)熱流體流至室內(nèi)，在利用風(fēng)扇吹送被加熱空氣至室內(nèi)，而達(dá)到暖房效果。
太 陽(yáng) 能 電 池 的 開(kāi) 發(fā)
太陽(yáng)能電池是一種有效地稀收太陽(yáng)能輻射并使之轉(zhuǎn)化為電能的半導(dǎo)體電子器件.下面介紹北京太陽(yáng)能光電研究中心對(duì)太陽(yáng)能電池的研究情況.晶體硅高效太陽(yáng)電池和多晶硅薄膜太陽(yáng)電池的研究開(kāi)發(fā)以及研究成果向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化。
1.高效晶體硅太陽(yáng)電池 光電中心高效晶體硅太陽(yáng)電池研究開(kāi)發(fā)項(xiàng)目有鈍化發(fā)射區(qū)太陽(yáng)電池（PESC）、埋柵太陽(yáng)電池（BCSC）及多晶硅太陽(yáng)電池?！疋g化發(fā)射區(qū)太陽(yáng)電池（PESC）光電中心研究鈍化發(fā)射區(qū)太陽(yáng)電池（PESC）的基本目的是探索影響電池效率的各種機(jī)制，為降低太陽(yáng)電池成本提供理論和工藝依據(jù)，推動(dòng)太陽(yáng)電池理論的發(fā)展。實(shí)驗(yàn)中采用的材料為區(qū)熔（FZ）、p-型（摻硼）〔100〕單晶硅，電阻率ρ＝0．2～1．2Ωcm，厚度t＝280－350μm，雙面拋光。電池工藝包括正面倒金字塔織構(gòu)化、前后表面鈍化、制備選擇性發(fā)射區(qū)、減反射表面、背場(chǎng)、前后金屬接觸等。目前電池達(dá)到的水平見(jiàn)表1。
表1 PESC電池的性能（測(cè)試條件AM1.5，25℃）
Voc(mV) Jsc(mA/cm2) FF η(%) A(cm2) 測(cè)試單位
656.1 37.4 0.806 19.79 4.04 北京市太陽(yáng)能研究所
* VOC 開(kāi)路電壓，JSC 短路電流密度，F(xiàn)F 填充因子，η 轉(zhuǎn)換效率，A 太陽(yáng)電池面積（下同）
●埋柵太陽(yáng)電池（BCSC）埋柵電池的制作工藝省去了復(fù)雜的多次光刻和蒸發(fā)電極步驟，減少了高溫氧化次數(shù)，使整個(gè)電池制作工藝大大簡(jiǎn)化；埋柵不僅減小了電極陰影面積，還可減小歐姆接觸電阻，是一種可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的高效電池技術(shù)。實(shí)驗(yàn)中使用的材料分別為：①區(qū)熔（FZ）、p-型（摻硼）〔100〕單晶硅，厚度t＝300－400μm；②直拉（CZ）、p-型（摻硼）〔100〕單晶硅，厚度t＝300—400μm；③太陽(yáng)級(jí)（復(fù)拉）、p-型p〔100〕單晶硅，厚度t＝300—400μm。電池的工藝包括表面織構(gòu)化、鈍化，制備選擇性發(fā)射區(qū)、減反射表面、背表面場(chǎng)和金屬化等。目前電池所達(dá)到的水平見(jiàn)表2。
表2 不同材料的BCSC電池的性能（測(cè)試條件：AM1.5，25℃）
材料(刻槽) Voc(mV) Jsc(mA/cm2) FF(%) η(%) A(cm2) ρ(Ω.cm) 測(cè)試單位
FZ(激光) 663.8 35.6 80.58 18.6 25 0.2 A
FZ(機(jī)械) 621.9 37.0 80.02 18.47 4 0.5 B
CZ(激光) 622.9 35.2 79.27 17.22 25 0.8 B
太陽(yáng)級(jí) (激光) 624.1 35.4 75.44 16.59 25 0.4 B
* A：美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室，
B：北京市太陽(yáng)能研究所
●多晶硅太陽(yáng)電池 在PESC電池和BCSC電池的基礎(chǔ)上，光電中心開(kāi)展了多晶硅太陽(yáng)電池的研究，以適應(yīng)我國(guó)未來(lái)多晶硅太陽(yáng)電池發(fā)展的需要。實(shí)驗(yàn)中使用的材料為Bayer公司p-型多晶硅片，厚340μm，電池制作工藝過(guò)程包括吸雜、制備p-n結(jié)、鈍化、形成背場(chǎng)和金屬化等。實(shí)驗(yàn)制備的最好電池的特性見(jiàn)表3。 表3 PESC電池的性能（測(cè)試條件：AM1．5，25℃）
Voc(mV) Jsc(mA/cm2) FF η(%) A(cm2) 測(cè)試單位
595.0 34.23 0.7129 14.53 1.0 北京市太陽(yáng)能研究所
581.0 29.92 0.6787 11.8 10×10 (與北京有色金屬研究總院合作項(xiàng)目)
2.多晶硅薄膜太陽(yáng)電池
多晶硅薄膜太陽(yáng)電池既具有體材料晶體硅電池性能穩(wěn)定、工藝成熟和高效的優(yōu)點(diǎn)，又有大幅度減少材料用量從而大幅度降低成本的潛力，因而成為目前光伏界的研究熱點(diǎn)。光電中心采用快速熱化學(xué)氣相沉積（RTCVD）、等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積（PECVD）和a-Si／μc-Si迭層電池等不同工藝對(duì)多晶硅薄膜太陽(yáng)電池進(jìn)行了研究。RTCVD多晶硅薄膜以SiH2Cl2或SiCl4為原料氣體在石英管反應(yīng)室內(nèi)沉積而成。研究工作初期，以重?fù)诫s非活性硅為襯底，電池性能列于表4。圖1 RTCVD多晶硅薄膜太陽(yáng)電池的結(jié)構(gòu) PECVD多晶硅薄膜太陽(yáng)電池的結(jié)構(gòu)為：（Al／Ag）／ITO／p-a-Si：H／n-a-Si：H／n-poly-Si／n＋＋非活性Si襯底（0.005Ωcm）／Ti-Pd-Ag。其中n型Poly-Si薄膜（～10μm）采用快速PECVD和固相晶化法制備。電池的性能列于表4。a-Si／μc-Si迭層電池（與中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所合作）結(jié)構(gòu)為：玻璃／SnO2膜／p-i-n a-Si：H電池?zé)鮬-i-n μc-Si：H電池?zé)魽l。電池的性能列于表4。
表4 多晶硅薄膜太陽(yáng)電池的性能（測(cè)試條件：AM1.5，25℃）
Voc(mV) Jsc(mA/cm2) FF η(%) A(cm2) 電池工藝
625.64 26.3 0.7357 12.11 1.0 RTCVD
455.0 21.18 0.6474 6.15 1.0 PECVD
1160 11.4 0.6740 8.91 0.126 RECVD(a-Si/pc-si)
3.太陽(yáng)電池性能測(cè)試 中心已建立太陽(yáng)電池和材料測(cè)試實(shí)驗(yàn)室，購(gòu)置了必要設(shè)備。這些設(shè)備包括I-V測(cè)試系統(tǒng)，光譜響應(yīng)測(cè)試系統(tǒng)，C-V測(cè)試系統(tǒng)，原子力顯微鏡，膜厚測(cè)試系統(tǒng)，保證了研究開(kāi)發(fā)工作的需要。
太 陽(yáng) 能 熱 利 用 技 術(shù)
1. 新型高效太陽(yáng)能集熱器 開(kāi)發(fā)和利用豐富、廣闊的太陽(yáng)能，對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生和很少產(chǎn)生污染，既是近期急需的補(bǔ)充能源，又是未來(lái)能源結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。國(guó)際上，太陽(yáng)能的使用技術(shù)已進(jìn)入新的發(fā)展階段。在太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)中，重要的一個(gè)技術(shù)關(guān)鍵是如何高效率地收集太陽(yáng)光并將其轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋?guó)內(nèi)平板型太陽(yáng)能集熱器和全玻璃真空管太陽(yáng)能熱水器已形成產(chǎn)業(yè)，近20年來(lái)產(chǎn)量逐年增長(zhǎng)，年產(chǎn)量達(dá)80多萬(wàn)平方米。近幾年，我國(guó)又研制成具有國(guó)際先進(jìn)水平的熱管式真空管熱水器，具有良好的應(yīng)用前景。然而，我國(guó)太陽(yáng)能熱利用多限于低溫范圍，“九五”期間應(yīng)擴(kuò)大到中溫和高溫范圍。這就要研究開(kāi)發(fā)新型高效太陽(yáng)能集熱器。海南太陽(yáng)能， 海南太陽(yáng)能施工， 海南太陽(yáng)能方案設(shè)計(jì)， 海南熱泵工程， 海南中央熱水器， 海南新能源， 海南太陽(yáng)能維修， 海南凈水器， 海南綠色建筑
2. 目標(biāo) 研究、開(kāi)發(fā)、應(yīng)用新型高效太陽(yáng)能集熱器，為逐步擴(kuò)大熱利用的溫度范圍打下技術(shù)基礎(chǔ)。研究開(kāi)發(fā)四種新型高效集熱器，并應(yīng)用于太陽(yáng)能空調(diào)及太陽(yáng)能工業(yè)熱水及發(fā)電系統(tǒng)等。
3.內(nèi)容 ①直通式真空管集熱器 ②同心套管式真空管集熱器 ③儲(chǔ)熱式真空管集熱器 ④聚光式真空管集熱器
1.太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)研究及示范工程 熱利用在太陽(yáng)能利用技術(shù)中占有重要位置，是綜合項(xiàng)目。但是，以往所取得的成績(jī)是太陽(yáng)能低溫?zé)崴到y(tǒng)，而太陽(yáng)能中、高溫供熱系統(tǒng)的研究是與工廠(chǎng)供熱系統(tǒng)結(jié)合的大型太陽(yáng)能利用工程，其中太陽(yáng)能熱發(fā)電是人類(lèi)大規(guī)模利用太陽(yáng)能的重要途徑，是太陽(yáng)能熱利用的一個(gè)重要發(fā)展方向。事實(shí)上，只有與工業(yè)企業(yè)結(jié)合，太陽(yáng)能的利用才能有更高的經(jīng)濟(jì)效益，更充分發(fā)揮出太陽(yáng)能利用的優(yōu)勢(shì)，體現(xiàn)未來(lái)能源的意義。2.目標(biāo) 建立兩個(gè)太陽(yáng)能工業(yè)用熱的示范工程, 功率為200千瓦，工作溫度為150一200度。 建立太陽(yáng)能熱發(fā)電中試電站。 通過(guò)以上兩項(xiàng)研究和示范，拓寬我國(guó)太陽(yáng)能熱利用的領(lǐng)域。3．內(nèi)容 ①太陽(yáng)能工業(yè)用熱系統(tǒng)的研究及示范工程 功率： 200千瓦 工作溫度： 150一200℃ ②太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)研究及示范工程 制冷能力： 200千瓦 ③太陽(yáng)能熱發(fā)電示范裝置
太 陽(yáng) 能 光 伏 技 術(shù)
（一）高效率低成本太陽(yáng)電池研究與發(fā)展
1．背景 太陽(yáng)能等新能源為世界2000年經(jīng)濟(jì)展望中最具決定性影響的五大技術(shù)領(lǐng)域之一，而太陽(yáng)能光伏發(fā)電又是其中最受矚目的項(xiàng)目之一。1994年，世界太陽(yáng)能電池銷(xiāo)售量已達(dá)64兆瓦，呈現(xiàn)飛速發(fā)展勢(shì)態(tài)。我國(guó)太陽(yáng)能電池銷(xiāo)售已超過(guò)1．2兆瓦。累計(jì)用量約5兆瓦，其應(yīng)用范圍亦在不斷擴(kuò)大。近年來(lái)，市場(chǎng)銷(xiāo)售量以20％的速度在遞增，預(yù)計(jì)到2000年，我國(guó)太陽(yáng)電池年用量將超過(guò)10兆瓦。目前晶體硅太陽(yáng)電池組件已出現(xiàn)供不應(yīng)求的短缺局面。為滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，除已有企業(yè)要發(fā)揮現(xiàn)有生產(chǎn)潛力之外，還要積極研制開(kāi)發(fā)多種高效、低成本的光伏電池，擴(kuò)大我國(guó)太陽(yáng)電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模，提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。2．目標(biāo) 提高效率，降低成本，擴(kuò)大規(guī)模，推動(dòng)我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展發(fā)展高效率、低成本多晶硅太陽(yáng)電池技術(shù)，攻關(guān)與引進(jìn)相結(jié)合，建立一條年生產(chǎn)能力為兆瓦級(jí)的生產(chǎn)線(xiàn)。提高單晶硅太陽(yáng)電池組件的效率，降低生產(chǎn)成本，發(fā)揮現(xiàn)有生產(chǎn)能力，滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。 3．內(nèi)容①兆瓦級(jí)多晶硅太陽(yáng)電池組件生產(chǎn)線(xiàn)的建立主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)： 組件效率13％ 組件壽命20～25年②單晶硅太陽(yáng)電池組件生產(chǎn)線(xiàn)的技術(shù)改造主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)： 組件效率14～15％ 組件壽命20～25年③高效率、低成本新型太陽(yáng)電池的開(kāi)發(fā)。海南太陽(yáng)能， 海南太陽(yáng)能施工， 海南太陽(yáng)能方案設(shè)計(jì)， 海南熱泵工程， 海南中央熱水器， 海南新能源， 海南太陽(yáng)能維修， 海南凈水器， 海南綠色建筑
(二).太陽(yáng)電池應(yīng)用枝木研究及示范
1．背景 我國(guó)太陽(yáng)電池應(yīng)用領(lǐng)域在不斷擴(kuò)大，已涉及農(nóng)業(yè)、牧業(yè)、林業(yè)、交通運(yùn)輸、通訊、氣象、石油管道、文化教育及家庭電源等諸多方面，光伏發(fā)電在解決偏僻邊遠(yuǎn)無(wú)電地區(qū)供電及許多殊場(chǎng)合用電上已起到引人注目的作用。但從總體的應(yīng)用技術(shù)水平和規(guī)模上看，與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比僅有很大的差距，主要問(wèn)題是光伏系統(tǒng)造價(jià)偏高、系統(tǒng)配套工程裝備沒(méi)有產(chǎn)業(yè)化、應(yīng)用示范不夠和公眾對(duì)太陽(yáng)電池應(yīng)用的巨大潛力缺乏了解以及系統(tǒng)應(yīng)用僅限于獨(dú)立運(yùn)行，還沒(méi)有并網(wǎng)運(yùn)行和與建筑業(yè)結(jié)合。因此，有必要加強(qiáng)太陽(yáng)電池應(yīng)用技術(shù)研究和示范，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化，拓寬應(yīng)用領(lǐng)域和市場(chǎng)。
2．目標(biāo) 通過(guò)本項(xiàng)目執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)如下目標(biāo)：小型光電源產(chǎn)業(yè)化 100千瓦容量以下的獨(dú)立運(yùn)行光伏電站系列化、規(guī)范化、商品化研究井網(wǎng)光伏發(fā)電技術(shù)，為大規(guī)模應(yīng)用做好前期準(zhǔn)備
3．內(nèi)容 ①小功率光伏電源產(chǎn)業(yè)化 功率范圍：千瓦級(jí)、百瓦級(jí) 產(chǎn)業(yè)規(guī)模：總?cè)萘看笥?兆瓦 系統(tǒng)造價(jià)：比“八五”平均價(jià)格降低30％以上②獨(dú)立運(yùn)行光伏電站系列化、規(guī)范化、商品化。功率范圍： 10千瓦～100千瓦 系統(tǒng)造價(jià)：比“八五”平均價(jià)格降低30％以上。③并網(wǎng)光伏發(fā)電技術(shù)研究和示范。兆瓦級(jí)并網(wǎng)光伏電站的前期研究 10千瓦并網(wǎng)光伏示范電站 100千瓦并網(wǎng)光伏電站用逆變器研制” 光伏電站運(yùn)行及與電力系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)研究。④高揚(yáng)程光電水泵的研制 主要技術(shù)指標(biāo)：揚(yáng)程50～100米 太陽(yáng)電池功率5千瓦～10千瓦。
這些是太陽(yáng)能的作用,太陽(yáng)能指的就是太陽(yáng)能源,不包括陽(yáng)光的其他作用.
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