分布式光伏发电系统的多晶硅经铸锭、断锭、切片等工序制成硅片进行加工。p-n结是通过在硅片上掺杂和扩散微量硼和磷形成的。然后,采用丝网印刷,将精心制备的银浆印刷在硅片上,形成网格线。烧结后,同时制作背电极,并在网格线表面涂覆一层减反射涂层。电池就是这样制成的。大电路板由电池芯片排列组合成电池组件而成。通常,铝框架包裹在组件周围,玻璃覆盖在前面,电极安装在后面。通过电池模块等辅助设备,可以形成光伏电站的发电系统。为了将直流电转换为交流电,需要安装电流转换器。发电后,可通过蓄电池储存或输入公共电网。在发电系统成本中,电池模块约占50%,电流转换器、安装费、其他辅助部件和其他费用占50%。
分布式光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。硅原子有4个外层电子,如果在纯硅中掺入有5个外层电子的原子如磷原子,就成为N型半导体;若在纯硅中掺入有3个外层电子的原子如硼原子,形成P型半导体。当P型和N型结合在一起时,接触面就会形成电势差,成为太阳能电池。当太阳光照射到P-N结后,空穴由P极区往N极区移动,电子由N极区向P极区移动,形成电流。
分布式光伏发电的光电效应是指不均匀的半导体或半导体的不同部分与金属结合后,由于光的作用而产生电位差的现象。首先,这是一个光子(光波)转化为电子,光能转化为电能的过程;第二个是电压形成过程。
我国有非常丰富的太阳能资源。分布式光伏发电太阳能资源与太阳的辐射、经纬度和云量直接有关。阳能资源随着时间和地点的变化而产生改变,一年四季每时每刻都不一样。由于太阳光入射角度的倾斜和在到达地面前必须穿过很厚的大气层,纬度越高,太阳能资源越着。我国拥有最好太阳能资源的地方是西藏、青海、甘肃和宁夏等(可参看太阳能资源分布图),在这些地区,年日照时间都在2200小时以上,是非常有利用价值的。
光生伏特效应
如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收,具有足够能量的光子能够在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激发,分布式光伏发电以致产生电子-空穴对。界面层附近的电子和空穴在复合之前,将通过空间电荷的电场作用被相互分离。电子向带正电的N区和空穴向带负电的P区运动。通过界面层的电荷分离,将在P区和N区之间产生一个向外的可测试的电压。此时可在硅片的两边加上电极并接入电压表。对晶体硅太阳能电池来说,开路电压的典型数值为0.5~0.6V。通过光照在界面层产生的电子-空穴对越多,电流越大。界面层吸收的光能越多,界面层即电池面积越大,在太阳能电池中形成的电流也越大。
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