太阳能电池板区别与选用

好的储能电源系统，离不开好的太阳能板电池的搭配。

太阳能电池又称为“太阳能芯片”或“光电池”，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片。单体太阳能电池不能直接做电源使用，作电源必须将若干单体太阳能电池串、并联连接和严密封装成组件。

多个太阳能电池片按组装的组装件（也叫太阳能电池组件),是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中最重要的部分。

一、太阳能板种类介绍：

1、单晶硅太阳能板的光电转换效率为15%左右，最高的达到24%，这是所有种类的太阳能板中光电转换效率最高的，但制作成本很大，以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，因此其坚固耐用，使用寿命一般可达15年，最高可达25年。

2、多晶硅太阳能板的制作工艺与单晶硅太阳能板差不多，但是多晶硅太阳能板的光电转换效率则要降低不少，其光电转换效率约12%左右 (2004年7月1日日本夏普上市效率为14.8%的世界最高效率多晶硅太阳能板)。从制作成本上来讲，比单晶硅太阳能板要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。此外，多晶硅太阳能板的使用寿命也要比单晶硅太阳能板短。从性能价格比来讲，单晶硅太阳能板还略好。

3、非晶硅太阳电板是1976年出现的新型薄膜式太阳能板，它与单晶硅和多晶硅太阳能板的制作方法完全不同，工艺过程大大简化，硅材料消耗很少，电耗更低，它的主要优点是在弱光条件也能发电。但非晶硅太阳能板存在的主要问题是光电转换效率偏低，国际先进水平为10%左右，且不够稳定，随着时间的延长，其转换效率衰减。

4、多元化合物太阳能板，指不是用单一元素半导体材料制成的太阳能板。各国研究的品种繁多，大多数尚未工业化生产，主要有以下几种：

a) 硫化镉太阳能板

b) 砷化镓太阳能板

c) 铜铟硒太阳能板

5、钙钛矿太阳能电池为由罗马大学(University of Rome Tor Vergata)、德国弗劳恩霍夫有机电子研究所(Fraunhofer Institute for Organic Electronics)和哥伦比亚南哥伦比亚大学(South Colombia University)的研究人员开发了一种可弯曲的太阳能电池板，用于室内应用，据称可以在100-500勒克斯照度下工作，这款100微米厚的设备是通过在透光率超过80%、每平方电阻为13欧姆、弯曲度在20.5mm曲率下超过1600道弯曲工序的超薄柔性玻璃上涂覆铟锡氧化物的滚对滚溅射技术制造的。该设备在致密的氧化锡层上安装了介孔支架，据研究人员称，在200和400勒克斯LED照明下，可以实现20.6%和22.6%的电池转换效率。该效率是设计用于室内使用的柔性光伏电池的最高记录，也比柔性基板上性能最好的钙钛矿光伏电池高60-90%。“每克重量(W/g)的特定功率(瓦特)比塑料聚对苯二甲酸乙二醇酯(Pet)薄膜高出40-55%，比刚性玻璃高出一个数量级，”欧洲-哥伦比亚小组说。

二、太阳能板的选用：

1、太阳能板测试条件：

（1）由于太阳能板的输出功率取决于太阳辐照度和太阳能板温度等因素，因此太阳能板的测量在标准条件下（STC）进行，标准条件定义为：大气质量AM1.5，光照强度1000W/m2，温度25℃。

（2）在该条件下，太阳能板所输出的最大功率称为峰值功率，在很多情况下，组件的峰值功率通常用太阳能模拟仪测定。影响太阳能板输出性能的主要因素有以下几点：

1）负载阻抗

2）日照强度

3）温度

4）阴影

2、太阳能板功率计算方法：

太阳能交流发电系统是由太阳能电池板、充电控制器、储能电源系统（逆变器和蓄电池）共同组成；太阳能直流发电系统则为储能电源的DC输出部分（不包括逆变器AC输出部分）。为了使太阳能发电系统能为负载提供足够的电源，就要根据用电器的功率，合理选择各部件。下面以100W输出功率，每天使用6个小时为例，介绍一下计算方法：

1）.首先应计算出每天消耗的瓦时数(包括逆变器的损耗)：若逆变器的转换效率为90%，则当输出功率为100W时，则实际需要输出功率应为100W/90%=111W；若按每天使用5小时，则耗电量为111W*5小时=555Wh。

2）.计算太阳能电池板：按每日有效日照时间为6小时计算，再考虑到充电效率和充电过程中的损耗，太阳能电池板的输出功率应为555Wh/6h/70%=130W。其中70%是充电过程中，太阳能电池板的实际使用功率。

结论：综上所述，从转化效率和光照来看，钙钛矿太阳能电池是比较理想的且适合室内使用。但钙钛矿太阳能电池价格比较昂贵，在Pet基板上工业化生产柔性钙钛矿太阳能电池的成本约为34美元/平方米，不包括特殊封装成本（用大约6美元/平方米的柔性塑料基板成本，以及大约40美元/平方米的超薄玻璃基板的估计成本，柔性玻璃上钙钛矿太阳能电池的制造成本将为68美元/平方米）。不太适合选用，目前最好选用单晶硅太阳能板，转化效率高，价格合理。2018工信部《光伏制造行业规范条件》规定单晶硅太阳能板最低光电转换效率≥16.8%，多晶硅太阳能板最低光电转换效率≥16%。

好的太阳能板，要看短路电流大小，要根据短路电流来选择适合自己产品的太样能电池板。另外要想真正利用效率高，便携式储能电源还必须具有高效率充电电路设计，以实现太阳能最大功率点自动实时跟踪并输出，给到储能系统充电，从而实现最大利用化。

作者：东莞市美源科技陈工

储能电源图示：