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测量技术与太阳能发电应用之间的关系


  来源: 中国仪表网 时间:2018-10-12 编辑:思扬
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利用太阳能电池(也称光伏 (PV) 电池)发电的普及程度在过去十年间大幅提高,丝毫没有衰减的迹象。在电网智能化、发电方式多元化以及能源消费个体参与程度最大化等方面,太阳能技术的应用都将发挥至关重要的作用。大规模太阳能发电将变得越来越普遍,如今每千瓦电价已经与传统能源(例如核能和天然气)不相上下。

近年来,太阳能发电市场明显回暖,2015年至2016年期间,装机容量甚至增长了50%。中国拥有世界上最大的太阳能发电市场,其新增装机容量占据全球总量的一半。而亚太地区更已成为全球太阳能发电量最大的地区,2016年的总装机容量达到147.2 GW,超越了欧洲和美国。

随着监管框架、市场规划和基础设施投资方式的日益完善,全球太阳能发电市场的发展在未来几年内可能会有所放缓。但随着太阳能发电成为最经济的大规模实用发电技术,到2020年前后,它可能会再次进入高速发展的快车道。从长远来看,住宅和商业建筑物采用的分布式“屋顶”太阳能发电装置将会赢得可观的市场份额。

欧洲光伏产业协会 (SolarPower Europe) 认为全球太阳能装机容量到2021年可达到约1 TW(万亿瓦)。此外,到2030年欧盟必须实现可再生能源 (RES) 比重至少达到35%的目标,以履行其到2050年将成员国国内温室气体排放量降低至1990年排放水平的20%的承诺。未来几年,市场对光伏发电设备的需求可能会不断增加,太阳能电池制造商和太阳能产业链中的其他公司将迎来重大发展机遇。

 

图1:太阳能发电站


光伏装备制造

由于光伏制造行业具有明显的规模经济效应,因此全自动化连续生产非常普遍。标准单晶光伏电池以掺磷硅 (Si) 为基体(吸收体),表面具有掺氮薄层和防反射涂层。n型和p型半导体之间的势垒称为p-n结,允许在对侧聚积电子和正穴(正电荷),而不会重新复合。

当光线照射到光伏电池上时,电荷因吸收光子能量而逃逸并流向电池电极,从而产生开路电压。多块电池集成在一个太阳能模块中,随后一个模块又与其他模块联接,由此产生大量电能。

太阳能电池板基本制造流程概括如下:

硅片制备

表面织构(降低反射率)

p-n结形成(湿化学工艺)

氧化物蚀刻(去除不需要的表层)

防反射涂层

金属接触晒印(丝网印刷)

金属接触热处理(烧结)

边缘隔离(激光烧蚀)

测试与分类

每一制造环节以及期间的所有处理步骤均需要用到运动控制技术,而其中最具挑战性的工艺环节则是精确沉积金属接触层。银和铝浆利用丝网印刷工艺喷涂在每个硅晶片的正面和背面。光伏电池的向阳面印有一系列宽度约为100微米的精细接触指,间距为2 mm,并覆盖有两或三条垂直母线。电池背阳面在金属化区域具有一组对应的母线。正反面母线的主要功能是收集电流,并与导电电极进行机械接触。

 
图2:太阳能电池层-编号

关键词:太阳能 光伏 测量    浏览量:4069

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