【深度解析】太陽發(fā)出來的能量有多少能被電池組件吸收？

:太陽能是由太陽中的氫經(jīng)過核聚變而產(chǎn)生的一種能量，太陽發(fā)出的能量大約只有二十二億分之一能夠到達(dá)地球大氣層的范圍，到達(dá)地球大氣層上界，大約是每平方米1367W，到達(dá)光伏組件，轉(zhuǎn)變成直流電，按照目前單晶300W組件18.3%的效率，大約是是183W，那這中間的1184W能量哪去了呢？

1、被大氣層吸收和反射

地球上空有數(shù)千公里的大氣層，分為對流層、平流層、中間層、熱層和外逸層，太陽約有30%的能量會(huì)反射到太空，約有19%的能量被云層和大氣吸收，變成風(fēng)雷雨電，到達(dá)地球表面的約占51%。由于地球表面大部分被海洋覆蓋，真正能夠到達(dá)陸地表面的能量只有到達(dá)地球范圍輻射能量的10%左右。盡管如此，把這些能量利用起來，也能夠相當(dāng)于目前全球消耗能量的3.5萬倍。

2、電池組件只吸收可見光部分的能量

太陽光的光譜知識：太陽光是由連續(xù)變化的不同波長的光混合而成，包含了各種波長的光：紅外線、紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫、紫外線等，其中由紅、橙、黃、綠、靛、藍(lán)、紫是可見光，人眼可見。波長較長的部分是紅光，波長比紅光更長的是紅外線，波長較短的部分是紫光，波長比紫光更長的是紫外線，雖然太陽能光譜的波長范圍很寬，從幾埃到幾十米，但輻射能的大小按波長的分配卻是不均勻的。其中輻射能量最大的區(qū)域在可見光部分，占到大約48%，紫外光譜區(qū)的輻射能量占到約8%，紅外光譜區(qū)的輻射能量占到約44%，在整個(gè)可見光譜中，最大能量在波長0.475μm處，太陽能電池只能吸收部分的能量，轉(zhuǎn)化為電能，紫外光譜區(qū)不能進(jìn)行能量變換，紅外光譜區(qū)過長的長波只能轉(zhuǎn)換為熱量。

太陽光譜中，不同波長的光具有的能量是不同的，所含的光子的數(shù)目也是不同的。因此，太陽能電池接受光照射所產(chǎn)生的光子數(shù)目也就不同。一般來說，硅太陽能電池對于波長小于約0.35μm的紫外光和波長大于約1.15μm的紅外光沒有反應(yīng)，響應(yīng)的峰值在0.8～0.9μm范圍內(nèi)。由太陽能電池制造工藝和材料電阻率決定，電阻率較低時(shí)的光譜響應(yīng)峰值約在0.9μm。在太陽能電池的光譜響應(yīng)范圍內(nèi)，通常把波長較長的區(qū)域稱為長波光譜響應(yīng)或紅光響應(yīng)，把波長較短的區(qū)域稱為短波光譜響應(yīng)或藍(lán)光響應(yīng)。從本質(zhì)上說，長波光譜響應(yīng)主要取決于基體中少子的壽命和擴(kuò)散長度，短波光譜響應(yīng)主要取決于少子在擴(kuò)散層中的壽命和前表面復(fù)合速度。

目前提升電池效率的方法有兩種，一是把研究新型電池材料，把響應(yīng)光譜的范圍拓寬，如級聯(lián)太陽電池就是把不同光譜響應(yīng)的半導(dǎo)體材料制成的子電池集成到一起，充分利用太陽光譜的各段波長，可以通過多結(jié)電池技術(shù)提高利用率。二是改正電池片工藝，如金剛線切割，表面鈍化技術(shù)，激光加工技術(shù)等，提高太陽能利用率。

3、組件封裝損失

封裝成組件后，由于組件面積大于電池總面積，約損失了2個(gè)百分點(diǎn)的全面積效率；其次，由于光伏玻璃的透光吸收損失了0.5個(gè)百分點(diǎn)；EVA膠膜透光吸收損失0.5個(gè)百分點(diǎn)；第三，互聯(lián)條/匯流引出條的電阻損失1個(gè)百分點(diǎn)。總共損失了約4個(gè)百分點(diǎn)。隨著組件技術(shù)不斷發(fā)展，現(xiàn)在推出多主柵電池組件，雙玻無鋁邊框組件，MWT背接觸無主柵電池組件，可以把組件封裝損失降低到1%以下。