薄膜太陽(yáng)電池發(fā)電性能研究和HIT太陽(yáng)電池優(yōu)化模擬.pdf

1、太陽(yáng)電池按照材料分為晶體硅太陽(yáng)電池，硅基薄膜太陽(yáng)電池，化合物薄膜太陽(yáng)電池和光電化學(xué)太陽(yáng)電池。不同太陽(yáng)電池材料的特性不同，對(duì)光的吸收不同；太陽(yáng)電池的發(fā)電效果也不同。光伏電站一般在戶外使用，地點(diǎn)，環(huán)境溫度，輻照和大氣質(zhì)量的變化對(duì)發(fā)電量有較大的影響。不同太陽(yáng)電池對(duì)溫度和太陽(yáng)光譜的反應(yīng)不同，因此，相同瓦數(shù)但不同地點(diǎn)或瓦數(shù)相同但不同種類的太陽(yáng)電池在同一地點(diǎn)發(fā)電量都會(huì)不同。
　　 本文設(shè)計(jì)并建立了薄膜(CdTe，CIGS和a-Si)與HIT

2、四種光伏電站，采集了光伏陣列的電流電壓，逆變器輸出的電流電壓，輻照，環(huán)境溫度等數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集由SMA的數(shù)據(jù)采集卡和自帶的軟件完成，每3分鐘記錄一次數(shù)據(jù)。根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)對(duì)四個(gè)不同的太陽(yáng)電站在廣州地區(qū)的發(fā)電效果進(jìn)行了分析研究。HIT太陽(yáng)電池因兼有晶體硅和非晶硅太陽(yáng)電池的優(yōu)點(diǎn)而具有高效率，本論文對(duì)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的HIT太陽(yáng)電池進(jìn)行了優(yōu)化模擬。
　　 本論文分別對(duì)這四個(gè)光伏系統(tǒng)和HIT太陽(yáng)電池進(jìn)行了研究，分別敘述如下：
　　 第一

3、章對(duì)當(dāng)前的能源形勢(shì)，各國(guó)光伏發(fā)展的情況以及光伏政策作了綜述。對(duì)文中光伏電站用到的太陽(yáng)電池技術(shù)做了概述。對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展作了一些預(yù)測(cè)。
　　 第二章主要講述了光伏并網(wǎng)電站設(shè)計(jì)的原理和原則。該章首先介紹信息的了解，包括電站所建地點(diǎn)的氣候情況，如輻照，溫度，濕度，電站所在地點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)考察。接著對(duì)電站的設(shè)計(jì)，包括組件串并聯(lián)的原理，電線的選區(qū)原則，逆變器的選取原則，電站的防雷，風(fēng)載荷，電站組件之間合理距離的計(jì)算等進(jìn)行了闡述。
　　

4、第三章介紹了薄膜(CdTe，CIGS和a-Si)與HIT光伏電站的具體情況，對(duì)四種光伏電站的年發(fā)電量，月發(fā)電量，逆變器的效率，光伏方陣的效率，晴天陰天發(fā)電情況，容量和占地面積，供電成本，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益等進(jìn)行了分析。研究結(jié)果表明，CdTe每千瓦的發(fā)電量最高達(dá)到1115.90kWh，HIT和CIGS分別為1067.61 kWh和1066.95 kWh，a-Si最少為952.32 kWh。由此可見，不同種類的一千瓦的光伏電站，一年的發(fā)電量差別高

5、達(dá)163.57 kWh。
　　 在一年中，CdTe電站有八個(gè)月每千瓦的發(fā)電量居于第一位，HIT組件效率雖然高，但是其發(fā)電量和CIGS電站差不多。HIT每千瓦的占地面積最少，為6.82m2,而a-Si卻達(dá)到20.16m2。
　　 電站效率只有組件標(biāo)稱效率的70％多。電站的效率主要取決于組件的效率。所建四個(gè)電站的效率排名分別為HIT，CdTe，CIGS和a-Si，電站建成后系統(tǒng)效率相比于組件效率都有一定的損耗。效率損耗最小的

6、是非晶硅，電站效率只比組件效率下降1.2％，最高的為HIT效率下降3.4％。
　　 第四章對(duì)灰塵及其對(duì)發(fā)電量的影響進(jìn)行了分析。采用兩個(gè)公司的玻璃，按照光伏電站相同的傾角在廣州的中山大學(xué)南校區(qū)S，中山大學(xué)的東校區(qū)M，鳳凰城P分別放置三個(gè)月、一個(gè)月取回測(cè)試玻璃的透過率，對(duì)比不同季節(jié)不同地點(diǎn)玻璃透過率的變化情況。根據(jù)玻璃透過率計(jì)算灰塵對(duì)輻照的影響，最后計(jì)算玻璃上的灰塵對(duì)中山大學(xué)太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所天臺(tái)上的CIGS光伏電站發(fā)電量的影響。實(shí)驗(yàn)

7、結(jié)果表明放置在戶外的時(shí)間長(zhǎng)短不是灰塵多少的決定因素，應(yīng)該和天氣等其它情況有關(guān)系?；覊m主要降低玻璃450-880nm波長(zhǎng)的透過率，測(cè)試時(shí)段內(nèi)玻璃透過率降低1.3％-4％。對(duì)于一千多瓦的小型光伏電站，降低的月發(fā)電量高達(dá)2.61kWh。
　　 第五章對(duì)HIT太陽(yáng)電池進(jìn)行了初步探索。模擬用的太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)為a-Si(n)/a-Si(i)/mono-Si(p)/Al。HIT太陽(yáng)電池制作過程的溫度較低，可以考慮用廉價(jià)的低純度硅片作為襯底降低成