光伏发电基本知识介绍！
一、您知道光伏发电的历史起源吗?
1839 年，19 岁的法国贝克勒尔做物理实验时，发现在导电液中的两种金属电极用光照射时电流会加强，从而发现了“光生伏打效应”。1930 年，郞格首次提出用“光伏效应”制造太阳能电池，使太阳能变成电能。
1932 年奥杜博特和斯托拉制成第一块“硫化镉”太阳能电池。
1941 年奥杜在硅上发现光伏效应。
1954 年5 月美国贝尔实验室恰宾、富勒和皮尔松开发出效率为6%的单晶硅太阳能电池，这是世界上第一个有实用价值的太阳能电池，同年威克首次发现了砷化镍有光伏效应，并在玻璃上沉积硫化镍博膜，制成了太阳能电池，太阳光转化为电能的实用光伏发电技术由此诞生并发展起来。
二、光伏发电原理：
光伏发电是指利用太阳能辐射直接转变成电能的发电方式。
光伏电池是怎么发电的？
光伏电池是一种具有光、电转换特性的半导体器件，它直接将太阳辐射能转换成直流电，光伏电池是光伏发电的最基本单元。
光伏电池特有的电特性是借助在晶体硅中掺入某些元素（例如磷或硼等），从而在材料的分子电荷里造成永久的不平衡，形成具有特殊电性能的半导体材料。
在阳光照射下具有特殊电性能的半导体内可以产生自由电荷。这些自由电荷定向移动并积累，从而在其两端闭合时便产生电能。
这种现象被称为“光生伏打效应”，简称光伏效应。
三、太阳能发电电池的技术分类介绍
（下图优选图一，如果不清晰选二）
四、光伏发电电池种类介绍：
P型电池：在p型半导体材料上扩散硼元素，形成n /p型结构的太阳电池即为P型硅片，以这种材料制作的光伏电池称为P型电池；P型电池是目前主流电池工艺，具有制作工艺简单，成本较低优点，缺点最高效率有其固有瓶颈。
N型电池：在N型半导体材料上注入磷元素，形成p /n型结构的太阳电池即为N型硅片；N型电池电池效率可以做得更⾼，但是⼯艺更加复杂，目前越来越多的企业生产N型电池，有望成为未来的主流技术。
异质结（HJT/HIT）电池：全称为本征薄膜异质结电池，是一种高效新型晶硅太阳能电池结构，利用晶体硅基板和非晶硅薄膜制成的混合型太阳能电池，即在P型氢化非晶硅和N型氢化非晶硅与N型硅衬底之间增加一层非掺杂（本征）氢化非晶硅薄膜。异质结电池它由于其独特的双面对称结构及非晶硅层优秀的钝化效果，具备着转换效率高、双面率高、几乎无光致衰减、温度特性良好、可使用薄硅片、可叠加钙钛矿等优势，同时其制造工艺流程较短，近年来发展很快，在未来普及程度较高。
TOPCon电池：是一种基于选择性载流子原理的隧穿氧化层钝化接触的太阳能电池。Topcon电池结构为N型硅衬底电池，在电池背面制备一层超薄氧化硅，然后再沉积一层掺杂硅薄层，二者共同形成了钝化接触结构，有效降低表面复合和金属接触复合。具有高转换效率、低内部短路、高温度稳定性和弱光性能优异等优点的新型太阳能电池。在未来，随着光伏技术的不断进步，Topcon电池有望在更广泛的领域得到应用。
铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池：由四种元素铜、铟、镓、硒作为功能层，同时在柔性衬底沉积其他功能层制备而成，只要几微米薄就可以和传统的厚重的硅电池板一样发电。CIGS电池具有性能稳定、抗辐射能力强，光电转换效率高，，接近于目前市场主流产品晶体硅太阳电池转换效率，成本却是其1/3。正是因为其性能优异被国际上称为下一代的廉价太阳电池，无论是在地面阳光发电还是在空间微小卫星动力电源的应用上具有广阔的市场前景。
砷化镓电池：简称GaAs，是一种高效率、高稳定性的太阳能电池。它采用砷化镓材料作为光伏层，具有较高的太阳能转换效率，并且在高温和高辐射环境下具有较好的稳定性。其原理是砷化镓太阳能电池的光伏转换层主要由砷化镓半导体材料构成。当太阳光照射到砷化镓层上时，光子能量激发了砷化镓中价带变成了导带的电子，从而产生了光生电子空穴对，这些电子空穴对被捕获并输送到电极，形成电流。砷化镓太阳电池是一种高效、高速响应、光谱响应宽、适用于各种光照条件的太阳能转换器。尽管成本较高，但其应用前景广阔，将在未来的可再生能源发展中扮演重要的角色。
碲化镉电池：简称CdTe电池，以碲化镉薄膜为主要功能层的薄膜太阳能电池。主要由p型碲化镉、n型镉（硫化镉）薄膜、透明电极、背电极、玻璃基底等组成。其光吸收率高，转换效率高，性能稳定，生产成本远低于其他材料的太阳能电池，便于规模化生产，有望成为未来的主导新能源之一。
钙钛矿电池：钙钛矿型太阳能电池（perovskite solar cells），是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池，属于第三代太阳能电池，也称作新概念太阳能电池。转换性能优异、成本低廉、商业价值巨大，是目前研究的热点。
目前各种技术路线的太阳能电池都在进行创新，不断的降低生产成本，提高转化效率，技术发展很快，各种新型技术不断涌现。
五、光伏发电系统简介
目前，光伏发电系统分为独立光伏发电系统、集中并网光伏发电系统、分布式光伏发电系统。
1、独立光伏发电系统
独立光伏发电也叫离网光伏发电。主要由太阳电池组件、控制器、蓄电池组成，若要为交流负载供电，还需要配置交流逆变器，独立光伏电站包括边远地区的村庄供电系统、太阳能户用电源系统、通信信号电源、阴极保护、太阳能路灯等各种带有蓄电池的可以独立运行的光伏发电系统。
2、集中并网光伏发电系统
并网光伏发电就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网。可以分为带蓄电池的并网光伏发电系统和不带蓄电池的并网光伏发电系统，带有蓄电池的并网光伏发电系统具有可调度性，可以根据需要并入或退出电网，还具有备用电源的功能，当电网因故停电时可紧急供电；
目前我国在西北荒漠地区新建了较多的大型集中式光伏发电系统，投资大，占地面积大，发电量高。
3、分布式光伏发电系统
分布式光伏电站通常是指利用分散式资源，装机规模较小的、布置在用户附近的发电系统，它一般接入低于35千伏或更低电压等级的电网。它倡导就近发电，就近并网，就近转换，就近使用的原则，不仅能够有效提高光伏电站的发电量，同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。该类项目必须接入公共电网，与公共电网一起为附近的用户供电。
目前水泥行业利用厂区或者矿山空闲场地和堆棚、房屋顶部空间建设的光伏发电项目就属于这种分布式发电光伏系统，光伏发电优先自用，余电上网就近利用，一般规模在几MW到十几MW范围内。
六、光伏发电系统由哪些部件构成?
光伏发电系统由光伏方阵(光伏方阵由光伏组件串并联而成，加上基础固定装置等)、控制器、蓄电池组、直流/交流逆变器、控制和保护电气柜等部分组成.光伏发电系统的核心部件是光伏组件,而光伏组件又是由光伏电池串、并联并封装而成，最重要是选择合适自己的、高性价比的光伏电池技术种类，它将太阳的光能直接转化为电能，光伏组件产生的电为直流电，可以利用也可以用逆变器将其转换成为交流电加以利用，可以即发即用，也可以用蓄电池等储能装置将电能存放起来，根据需要随时释放出来使用。
七、什么叫光伏建筑一体化（BAPV、BIPV）
光伏建筑一体化在行业内分为两类：
一类是BAPV，将光伏系统附着于建筑物之上，建筑屋面与光伏系统分别构成各自的系统，两者之间物理结合；
另一类是BIPV，将太阳能光伏发电产品集成在建筑上，能够作为建材替代现有的屋面，如采光顶、光电幕墙、光伏瓦屋顶以及光伏组件屋面，均属于建材型光伏系统。
八、光伏发电全产业链图谱（晶硅技术路线）
作者：韩彦峰汇编
单位：中国水泥网
如有侵权，立即删除
