薄膜太陽能電池是用硅、硫化鎘、砷化鎵等薄膜為基體材料的太陽能電池。薄膜太陽能電池可以使用質輕、價低的基底材料(如玻璃、塑料、陶瓷等)來制造,形成可產(chǎn)生電壓的薄膜厚度不到1微米,便于運輸和安裝。然而,沉淀在異質基底上的薄膜會產(chǎn)生一些缺陷,因此現(xiàn)有的碲化鎘和銅銦鎵硒太陽能電池的規(guī)?;慨a(chǎn)轉換效率只有12%到14%,而其理論上限可達29%。如果在生產(chǎn)過程中能夠減少碲化鎘的缺陷,將會增加電池的壽命,并提高其轉化效率。這就需要研究缺陷產(chǎn)生的原因,以及減少缺陷和控制質量的途徑。太陽能電池界面也很關鍵,需要大量的研發(fā)投入。
聚焦式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的傳熱工質主要是水、水蒸汽和熔鹽等,這些傳熱工質在接收器內(nèi)可以加熱到攝氏450度然后用于發(fā)電。此外,該發(fā)電方式的儲熱系統(tǒng)可以將熱能暫時儲存數(shù)小時,以備用電高峰時之需。
應用領域
1、用戶太陽能電源:小型電源10-100W不等,用于邊遠無電地區(qū)如高原、海島、牧區(qū)、邊防哨所等軍民生活用電,如照明、電視、收錄機等;3-5KW家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng);光伏水泵:解決無電地區(qū)的深水井飲用、灌溉。
2、交通領域:如航標燈、交通/鐵路信號燈、交通警示/標志燈、路燈、高空障礙燈、高速公路/鐵路無線電話亭、無人值守道班供電等。
3、 通訊/通信領域:太陽能無人值守微波中繼站、光纜維護站、廣播/通訊/尋呼電源系統(tǒng);農(nóng)村載波電話光伏系統(tǒng)、小型通信機、士兵GPS供電等。
4、石油、海洋、氣象領域:石油管道和水庫閘門陰極保護太陽能電源系統(tǒng)、石油鉆井平臺生活及應急電源、海洋檢測設備、氣象/水文觀測設備等。
5、家庭燈具電源:如庭院燈、路燈、手提燈、野營燈、登山燈、垂釣燈、黑光燈、割膠燈、節(jié)能燈等。
6、光伏電站:10KW-50MW立光伏電站、風光(柴)互補電站、各種大型停車廠充電站等。
7、太陽能建筑:將太陽能發(fā)電與建筑材料相結合,使得未來的大型建筑實現(xiàn)電力自給,是未來一大發(fā)展方向。
8、其他領域包括:與汽車配套:太陽能汽車/電動車、電池充電設備、汽車空調(diào)、換氣扇、冷飲箱等;太陽能制氫加燃料電池的再電系統(tǒng);海水淡化設備供電;衛(wèi)星、航天器、空間太陽能電站等
綠色照明系統(tǒng)優(yōu)化設計,要求低能耗下獲得高的光效輸出,并延長燈的使用壽命。因此DC-AC逆變器設計,應獲得合理的燈絲預熱時間和激勵燈管的電壓和電流波形。處在研究開發(fā)中的太陽能照明光源激勵方式有四種典型電路:①自激推挽振蕩電路,通過燈絲串聯(lián)啟輝器預熱啟動。該光源系統(tǒng)的主要參數(shù)是:輸入電壓DC=12V,輸出光效>495Lm/支,燈管額定效率9W,有效壽命3200h,連續(xù)開啟次數(shù)>1000次。②自激推挽振蕩(簡單式)電路,該光源系統(tǒng)的主要參數(shù)是:輸入電壓DC=12V,燈管功率9W,輸出光效315Lm/支,連續(xù)啟動次數(shù)>1500次。③自激單管振蕩電路,燈絲串聯(lián)繼電器預熱啟動方式。④自激單管振蕩(簡單式)電路等方式的節(jié)能綠色光源。
太陽能電池是一對光有響應并能將光能轉換成電力的器件。能產(chǎn)生光伏效應的材料有許多種,如:單晶硅,多晶硅,非晶硅,砷化鎵,硒銦銅等。它們的發(fā)電原理基本相同,現(xiàn)以晶體硅為例描述光發(fā)電過程。P型晶體硅經(jīng)過摻雜磷可得N型硅,形成P-N結。當光線照射太陽能電池表面時,一部分光子被硅材料吸收;光子的能量傳遞給了硅原子,使電子發(fā)生了躍遷,成為自由電子在P-N結兩側集聚形成了電位差,當外部接通電路時,在該電壓的作用下,將會有電流流過外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。
太陽能電池的應用已從軍事領域、航天領域進入工業(yè)、商業(yè)、農(nóng)業(yè)、 通信、家用電器以及公用設施等部門,尤其可以分散地在邊遠地區(qū)、高山、沙漠、海島和農(nóng)村使用,以節(jié)省造價很貴的輸電線路。但是在目前階段,它的成本還很高,發(fā)出1kW電需要投資上萬美元,因此大規(guī)模使用仍然受到經(jīng)濟上的限制。