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光伏板组件

光伏板组件

光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料（例如硅）制成的薄身固体光伏电池组成。

光伏板组件由于没有活动的部分，故可以长时间操作而不会导致任何损耗。光伏板组件可以制成不同形状，而组件又可以彼此连接，以便产生更多的电力。天台及建筑物表面均会使用光伏板组件，甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分，这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。

历史沿革

2004年，深圳建成了亚洲最大的并网太阳能光伏电站，该光伏电站总容量1兆瓦，年发电能力约为100万度，堪称国内绿色建筑的典范。2008年北京奥运会提出“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”理念光伏发电开始融入奥运建筑。各体育场馆与运动员村等奥运会建筑中大范围采用太阳能等绿色能源利用技术。以国家游泳中心为例，采用国际最先进的光伏发电并网系统，进行太阳能光电利用就是它的一大环保特点。

这种光伏与建筑的一体化提出了“建筑物产生能源”的新概念，即通过建筑物，主要是屋顶和墙面与光伏发电集成起来，使建筑物自身利用绿色、环保的太阳能资源生产电力。近年来，国外推行的光伏与建筑相结合，极大地推动了光伏并网系统的发展。在城镇建筑物上安装的光伏系统，通常采用与公共电网并网的形式。并网光伏系统不需要配备蓄电池，既节省投资，又不受蓄电池荷电状态的限制，可以充分利用光伏系统所发出的电力。

优点与缺点

优点

无枯竭危险；安全可靠，无噪声，无污染排放外，环保(无公害)；不受资源分布地域的限制，安装在建筑屋面同时美观的优势；无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电:能源质量高(目前实验室最高转化率已经达到47%以上)；建设周期短，获取能源花费的时间短；从国家安全角度讲，光伏发电可以实现家庭自己供给，避免战争带来的毁灭打击。

缺点

太阳能的利用设备必须具有相当大的面积，太阳能的应用受气候、昼夜的影响。技术限制，导致能源利用率不高，效率低下，且设备投资较高。

发电原理

太阳电池是一对光有响应并能将光能转换成电能的器件。它们的发电原理基本相同，现以晶体硅为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成p-n结。当光线照射太阳能电池表面时，一部分光子被硅材料吸收，光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了跃迁，成为自由电子并在p-n结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。

太阳能电池片

单晶硅太阳能电池

单晶硅太阳能电池是以高纯单品硅棒为原料制备的太阳能电池，是硅系列太阳能电池中转换效率最高、技术最成熟、应用最广泛的产品，它多用于光照时间短、光照强度小、劳动力成本高的区域，如航空航天领域等。

多晶硅太阳能电池

多晶硅材料是由单晶硅颗粒聚集而成的，多晶硅的主要优势是材料利用率高、能耗低、制备成本低，而且其晶体生长简便，易于大尺寸生长。其缺点是含有晶界、高密度的位错、微缺陷及相对较高的杂质浓度，其晶体质量低于单晶硅，这些缺陷和杂质的引入影响了多晶硅电池的效率，导致其转换效率要低于单晶硅太阳能电池的效率。多晶硅太阳能电池的光电转换效率的理论值为20%，实际生产的转化效率为12%~14%。

非晶硅太阳能电池

非品硅薄膜太阳能电池具有吸光率高、质量轻、低成本、耐高温等优点，利于以低成本、大面积、连续化方式生产非晶硅电池。但非晶硅薄膜太阳能电池的光电转换效率较低、且会随时间而衰减，即产生光致衰退S-W效应，造成电池性能不稳定。

化合物薄膜太阳能电池

化合物半导体材料多为直接带隙，禁带宽度大，采用化合物制备的薄膜太阳能电池具有光吸收系数大、抗辐射性能良好、温度系数小等优点。化合物类薄膜太阳能电池主要包括碲化镉、铜钢硒以及砷化镓三种薄膜太阳能电池。

太阳能电池的特点

太阳能发电具有如下特点：(1)太阳能是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源，太阳能发电不需燃料费用。(2)有太阳的地方便可发电，太阳能电池使用方便，可设置在负荷所在地就近为负荷提供电力。(3)太阳能电池结构简单、无可动部分、无机械磨损，因此，使用寿命较长，如晶体硅太阳能电池寿命达25年以上。

(4)太阳能电池能直接将光能转换成电能，不会产生废气、有害物质等，发电时无噪声，管理和维护简便。(5)太阳能电池的输出电压比较平稳，所产生的电是直流电，并且无蓄电功能，很适合蓄电池的充电，与蓄电池配合使用。(6)太阳能电池的发电随入射光、季节、天气、时刻等的变化而变化，夜间不能发电，且发电成本较高。

参考资料

1月22日，河南商丘。男子离家大半年，屋顶竟被装上大片光伏板?男子:家里没人，谁允许的?私闯民宅吗?(二）.抖音短视频.2024-01-27

谁干的?男子离家半年屋顶被装上光伏板:这不是私闯民宅吗.中华网.2024-01-27