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聚光型太阳能电池

聚光型太阳能电池是[聚光型太阳能电池(Concentrator Photovoltaic)]+[高聚光镜面菲涅尔透镜(Fresnel Lenes)]+[太阳光追踪器(Sun Tracker)]的组合,其太阳能能量转换效率可达31%~40.7%,虽然转换效率高但是由于向阳时间长,过去用于太空产业,现在搭配太阳光追踪器可用于发电产业,比较不适合用于一般家庭,聚光型太阳能电池主要材料是[砷化镓](GaAs),也就是三五族(III-V)材料,一般硅晶材料只能够吸收太阳光谱中400~1,100nm波长之能量,而聚光型不同于硅晶圆太阳能技术,透过多接面化合物半导体可吸收较宽广之太阳光谱能量,目前以发展出三接面InGaP/GaAs/Ge的聚光型太阳电池可大幅提高转换效率,三接面聚光型太阳电池可吸收300~1900nm波长之能量相对其转换效率可大幅提升,而且聚光型太阳能电池的耐热性比一般晶圆型太阳能电池又来的高。


能量转换率比较:

薄膜型太阳能(7%~12%)、晶圆型太阳能(12%~20%)、传统核能电厂(30%)、火力发电(36.8%)、聚光型太阳能(31%~40.7%)、新式核能电厂(42~57%)

聚光型太阳能电池可通过使用透镜将光聚集到狭小的面积上来提高发电效率。不过因聚光引起的温度上升会损伤太阳能电池单元及发电系统,因此往往必须要抑制聚光率才可以。聚光型太阳电池假如使用聚光倍率为1000倍的透镜时,单位模组的太阳能电池单元的成本可降至结晶硅类电池单元的1/10左右,而所需的面积仅硅晶圆的1/2.5,另外聚光型太阳能电池必须要在位于透镜焦点附近时才能发挥功能,因此为使模组总是朝向太阳的方位,必须搭配使用太阳追踪系统,此设计虽然可以提高转换效率,但却存在透镜、聚光发热释放槽以及太阳光追踪系统的重量及体积较大..等问题,因此不适于装在日式住宅的屋顶使用。

聚光型太阳能电池专有名词整理:

Aluminum Heat Sink

铝製散热板

Ambient Temperature

环境温度

Amorphous

非晶硅

Amorphous silicon, a-Si

非结晶硅

AM0

太阳光在大气层外的平均照度称为AM0,其功率约1300W/m^2

AM1

太阳光透过大气层后与地表呈90度时的平均照度称为AM1,其功率约925W/m^2

AM1.5

AM1.5用来表示地面的平均照度,是指阳光透过大气层后,与地表呈45°时的光强度,功率约844W/m^2,在国际规范(IEC 891、IEC 904-1)将AM1.5的功率定义为1000W/m^2。

Conduction

热传导

Conduction Band

导电带

Convection

热对流

CPV

聚光型太阳能(Concentrator Photovoltaic)

CBTL

标准实验室认证机构(Certification Body Testing Laboratory)

Charge Controller

过充放电控制器

Dopant

杂物

Electron Hole Pairs

电子电洞对

Epitaxy

磊晶

Fresnel Lenes

菲涅尔透镜[涅尔镜片是根据法国光物理学家FRESNEL发明的原理採用电镀模具工艺和PE(聚乙烯)材料压制而成。镜片表面刻录了一圈圈由小到大,向外由浅至深的同心圆,从剖面看似锯齿。圆环线多而密感应角度大,焦距远;圆环线刻录的深感应距离远,焦距近。

GaAs

砷化镓

Ge

Germanium Substrates

锗基板

Graphite Board

石墨板

Grid-connected system

併联型发电系统

Heat Pipe Technique

导热管

eated zone

加热区

Hydride

氢化物

Lead acid battery

铅酸电池

Lithium ion battery

锂离子电池

Liquid Phase Epitaxy, LPE

液态磊晶技术

InGaP

磷化镓铟

Ingot

晶锭

Junction Temperature

接面温度

Metal Organic Vapor Phase Epitaxy, MOVPE

金属有机气相磊晶技术

Multijunction Concentrators

多介面太阳能电池

Nanoparticle processing

奈米粒製程

Nickel cadmium battery

镍镉电池

Nickel hydrogen battery

镍氢电池

Natural Convection

自然对流

Off grid-connected system

独立型发电系统

Photocurrent

光生载子

Photovoltaic

太阳光电池

Photovoltaic Diode, PVD

发电二极体

Photovoltaic Module

太阳光电模组

Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD

电浆式化学气相沉积法

Polymer lithium battery

高分子锂电池

Polycrystal silicon

多晶硅

Polymer processing

高分子製程

Radiation

热辐射

Secondary lithium battery

二次锂电池

Single crystal silicon

单晶硅

Silicon processing

硅製程

Solar Cell

太阳能电池晶片

Solar Concentrator Module

聚光型太阳能模组

Substrate

陶瓷基板

Susceptor

基座

Sun Tracker

太阳光追踪器

Thermal Fatigue Life

热疲劳寿命

Thin-film processing

薄膜製程

Transparent conductors

透光导体

Valance Band

价电带

Wafer

晶圆