光伏基础知识考试试题
姓名： 分数：
一、 填空题每题（1.5分）
1、 太阳能之所以能成为一种有希望的能源具有哪些特点? ⑴、 供给量丰富：地球每小时从太阳获得的能量为1.48X1017卡，其中30％被直接反射回去，70％则被地面吸收。据统计，世界全年的耗能总量，只相当于30分钟降落于地 球的全部的太阳能。 ⑵、 清洁、干净：化石燃料的使用会形成大量污染气体，如C02和S02，原子能发电会给地球和人类造成潜在的核污染。而利用太阳能直接发电，不影响地球的热平衡，在确 保能量供给的同时解决环境污染的问题。
⑶、 太阳能的分散性：太阳光尽管辐射全球，但每单位面积上的入射功率却很小。要得到较大的功率，需要庞大受光面积的发电装置。对于小功率发电问题不大，但对于大功率发电，要涉及的设备的材料、结构、占用土地等的费用问题，目前投资比其 他能源高得多。 ⑷、间歇性：太阳的高度角一日内及一年内在不断变化，且于地面纬度有关，即使没有 气象的变化，太阳辐射的变化也相当大。因此，太阳能利用的随机性很大。利用太阳能发电必须有相当容量的贮能设备，如蓄电池等，这不仅增加了设备及维护费 用，也限制了功率的规模。
总的来说，太阳电池有许多优点，但在实际应用时，也存在着许多问题，如：密度低(照射于地面的太阳能的最大密度为1KW／m2)，
单位面积效率低，供给不稳定。因此，在考虑太阳能的利用时，不仅要从技术方面考虑，还要从经济、生态及国家建设的整体方针来研究。
2、 光伏系统具有以下的特点： - 没有转动部件，不产生噪音； - 没有空气污染、不排放废水； - 没有燃烧过程，不需要燃料； - 维修保养简单，维护费用低； - 运行可靠性、稳定性好；
- 晶体硅太阳电池寿命可达到25年以上； - 根据需要很容易扩大发电规模。 ? 光伏系统可由以下三部分组成： - 太阳电池组件；
- 充、放电控制器、逆变器、测试仪表 和计算机监控等电子设备；
- 蓄电池或其它蓄能和辅助发电设备； 光伏系统
硅太阳能电池的结构 主栅线+栅线 钢化玻璃 粘结剂
减反射膜
扩散区 基体 底电极
太阳电池的设计步骤
1 列出设计所需的基本参数。负载的名称、额定工作电压、耗电功率、用电时间；现场的地理条件、气象资料等
2 确定负荷大小。Q=ΣI?h(Q-日负荷电量，A?h;I-负载工作电流，A; h-负载工作时间，小时。
3 选择蓄电池的容量 C =10 Q/d C-蓄电池的标称容量；d-蓄电池的放电深度 d=(C-CR)/C; CR蓄电池的储备容量
4 决定电池倾角 南方可取比当地纬度大10? -15? ，北方可取比当地纬度大5? -10?。
5 计算日辐射量。倾斜面上的太阳辐射总量由3部分组成；直接辐射分量；天空散射辐射分量；地面反射辐射分量。
HT =HbRb+Hd/2(1+sinβ)+ρH/2(1-cosβ) HT-日辐射量； Hb-直接辐射量 ；H-辐射总量； Hd-散射辐射量； Rb-倾斜面上直接辐射分量与水平面上直接辐射分量的比值； ρ-地面反射率可取0.2; β-电池倾角 6 估算电流 Imin=Q/Tm ?η1?η2 Imin-电池最小输出电流 Q-负载每年平均总耗电量 Tm-平均日照时数η1-蓄电池充电效率η2-电池表面灰尘遮蔽损失
7 确定最佳电流。电池的最佳电流应为夏天的月份输出的电量大于负载的耗电量，冬天的月份输出的电量略小于负载的耗电量。而耗电程度在蓄电池的放电深度以内。
8 确定电池电压。电池电压输出要足够大以保证全年能有效对蓄电池充电
V=Vt+Vd V-电池电压，；Vt-蓄电池浮充电压；Vd-线路损耗压降 9 确定功率。标准测试温度（25）下电池的输出功率为：P=Im ? V/{1-α(tmax-25)}
P-电池功率 α-太阳能电池功率的温度系数 硅电池可取眼0.5%; Im-输出电流
美国太阳能电池的效率水平（%）
晶体硅太阳电池在光伏行业中占主导地位．市场份额超过90％，而近年来， 多晶硅太阳电池分额已高于单晶硅的市场分额，由两年前50/50的比例发展到去年的52/48，导致这—发展趋势的原因是多晶硅片的生产能力远远大大单晶硅片的生产能力以及多晶硅太阳能电池转换效率不断提高。多晶能太阳电池是以多晶硅多品硅儿基体材料的太阳能电池，它省去了生长单晶硅这一昂贵的工序,所以多晶硅比单晶硅材料便宜得多。多晶硅与单晶硅之间的主要差别在于存在晶粒间界，在晶界处存在位错、杂质等能引入分布在禁带中的深能级的缺陷。一方面作为界面附近的载流子，形成具有一定宽度的耗尽层和势垒，增大了串联电阻，对填充因子不利。另一方面作为俘获中心俘获电子和空穴，降低收集几率，对开路电压和短路电流不利。但随着
对多晶硅材料理解的不断加深和太阳电池生产工艺技术不断进步，目前生产出的多晶硅太阳电池转换效率已接近单晶硅电池。 太阳电池的制造
硅太阳能电池的生产工艺 表面电极
P(N)层 防止反射膜 N(P)层
内电极
主要工艺原理如下 1．去除损伤层
由于硅片制作过程采用多线切割法，因此硅片前后表面存在几微米左右的损伤层，采用碱腐蚀的方法将其去除，化学反应如下： Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2 ↑ 2. 扩散制结 3. 等离子体边缘腐蚀 4. 去磷硅玻璃 5. 减反射膜沉积 6. 丝网印刷电极 太阳电池的电学特性 太阳电池的极性