硅太陽能電池如何吸收太陽能

1、更低的成本
目前，主流的光伏組件產品仍以硅為主要原材料，僅以硅原材料的的消耗計算，生產1兆瓦晶體硅太陽電池，需要10-12噸高純硅，但是如果消耗同樣的硅材料用以生產薄膜非晶硅太陽電池可以產出超過200兆瓦。
從能源消耗的角度看，非晶硅太陽電池僅1-1.5年的能源回收期，更體現了其在制造過程中對節(jié)約能源的貢獻。
組件成本在光伏系統中的占有很高的比例，組件價格直接影響系統造價，進而影響到光伏發(fā)電的成本。按目前的組件售價計算，同樣的資金，購買非晶硅產品，您可以多獲得接近30%的組件功率。
2、更多的電力
對于同樣功率的太陽電池陣列，非晶硅太陽電池比單晶硅、多晶硅電池發(fā)電要多約10%。這已經被美國的Uni-Solar System LLC、Energy Photovoltaic Corp.、日本的Kaneka Corp.、荷蘭能源研究所以及其他的光伏界組織和專家證實了。
在陽光充足的月份，也就是說在較高的環(huán)境溫度下，非晶硅太陽電池組件能表現出更優(yōu)異的發(fā)電性能。
3、更好的弱光響應
由于非晶硅材料原子排列無序的特點，它的電子躍遷不再遵守傳統的“選擇定則”限制，因此，它的光吸收特性與單晶硅材料存在著較大的差別。非晶硅和單晶硅材料的吸收曲線如圖所示
? 非晶硅的吸收曲線具有明顯的三段（A、B、C）特征。A區(qū)對應電子在定域態(tài)間的躍遷，如費米能及附近的隙態(tài)向帶尾態(tài)的躍遷，該區(qū)的吸收系數較小，約1-10cm-1，為非本正吸收；B區(qū)的吸收系數隨光子能量的增加指數上升，它對應于電子從價帶邊擴展態(tài)到導帶定域態(tài)的躍遷，以及電子從價帶尾定域態(tài)向導帶邊擴展態(tài)的躍遷，該區(qū)的能量范圍通常只有半個電子伏特左右，但吸收系數通?？缭絻扇齻€數量級，達到104cm-1；C區(qū)對應于電子從價帶內部到導帶內部的躍遷，該區(qū)的吸收系數較大，通常在104cm-1以上。后兩個吸收區(qū)是非晶硅材料的本征吸收區(qū)。
? 從圖中可以看到，兩條曲線的交點約在1.8ev左右。值得注意的是，在整個可見光范圍內（1.7-3.0ev），非晶硅材料的吸收系數幾乎都比單晶硅大一個數量級。也就是說，在陽光不太強的上午前半部、下午后半部、以及多云等低光強、長波比重較大的情況下，非晶硅材料仍有較大的吸收系數。再考慮到非晶硅材料的帶隙較大，反向飽和電流I0較小。以及如前所述的非晶硅電池I-V特性曲線方面的特點，使得非晶硅太陽電池無論在理論上和實際使用中都對低光強有較好的適應。
? 非晶硅電池的I-V特性在超過Vm以后隨電壓下降緩慢
為了比較方便，我們把兩種電池的I-V特性畫在同一張圖上。晶硅電池和非晶硅電池的I-V特性一般形狀如圖所示
? 從圖中我們看到，兩種電池在超過最大輸出功率點后曲線變化差距較大。晶硅電池的輸出電流在超過最大輸出功率點后會很快下降到零，曲線陡直；而非晶硅電池的輸出電流經過一段較長的距離后才下降到零，曲線較為平緩。兩種電池的Vm分別大約相當于其開路電壓的83%和74%。
? 當光強逐漸變小時，太陽電池的短路電流和開路電壓都會隨之強降低。當然，短路電流減小得比較快，開路電壓降低得比較慢。
? 在蓄電池做太陽電池陣列負載的情況下，當太陽電池陣列的有效輸出電壓小于蓄電池的端電壓時，蓄電池就不能夠被充電。當光強逐漸變小時，晶硅電池先不滿足充電條件，而非晶硅電池由于較大的電壓差，到光線很暗時才不充電，有效的增加了利用太陽光的時間。所以，非晶硅電池會比晶硅電池多產生一些電力。
4、更優(yōu)異的高溫性能
在戶外較高的環(huán)境溫度下，非晶硅太陽電池性能會發(fā)生變化，取決于當時的溫度，光譜以及其他相關因素。但可以肯定的是：非晶硅較之單晶硅或多晶硅更不易受溫度影響。
非晶硅太陽電池比單晶硅、多晶硅電池具有相對小的溫度系數非晶硅太陽電池最佳輸出功率Pm的溫度系數約為-0.19%,而單晶硅、多晶硅電池最佳輸出功率Pm的溫度系數約為-0.5%,當電池的工作溫度升高時，兩種電池都會出現Pm下降的情況，但下降幅度是不同的。它們都可以用下面公式進行計算。
Pmeffec. = Pm×[1+a（T -25℃）]
其中：
Pmeffec.--為電池組件在T溫度工作時(AM1.5，1000瓦/平方米)的最大輸出功率Pm--為電池組件在25℃，標準測試條件下(AM1.5，1000瓦/平方米)的最大輸出功率a ---- 為電池組件的功率溫度系數舉例來說，如果兩種電池組件都在60℃的溫度下工作，將它們的溫度系數代入上式，則晶硅電池與非晶硅電池的最大功率衰退情況分別為：
晶硅電池： Pmefeic. / Pm = 82.5%
非晶硅電池： Pmefeic. / Pm = 93.35%
也就是說，如果兩種電池的Pm都是1000瓦，它們都在60℃下工作，這時晶硅電池的Pm降到825瓦，非晶硅電池的Pm降到933.5瓦。非晶硅電池多發(fā)電108.5瓦，相當于多發(fā)電13.2%。