太陽光電-能源新選擇

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        利用電位差發電,無電磁波產生 太陽電池 (solar cell) 是以半導體製程的製作方式做
    成的,其發電原理是將太陽光照射在太陽電池上,使太陽電池吸收太陽光能透過圖中的 p- 型
    半導體及 n- 型半導體使其產生電子 ( 負極 ) 及電洞 ( 正極 ) ,同時分離電子與電洞而形
    成電壓降,再經由導線傳輸至負載。         

        簡單的說,太陽光電的發電原理,是利用太陽電池吸收 0.2μm ∼ 0.4μm 波長的太陽光
    ,將光能直接轉變成電能輸出的一種發電方式。

        由於太陽電池產生的電是直流電,因此若需提供電力給家電用品或各式電器則需加裝直/
    交流轉換器,將直流電轉換成交流電,才能供電至家庭用電或工業用電。

    (一)太陽電池材料種類
        

    (二)常見的太陽電池及模板外觀
        
    ●單晶矽     
    又稱為單結晶、晶圓型。製程貴,發電量佳, 礙於晶圓型式,多半截圓型或圓弧造型,
    舖設時面積上無法達到最大利用及吸收。     

    ●多晶矽     
    又稱為多結晶。製程上較便宜,發電量略遜單晶矽,可截為正方形,舖設時可達到最大面積
    利用及吸收。其晶狀分佈,具有藝術效果,可為建築物外觀加分。另外,雖其結理易造成碎
    裂,但晶體可再利用做為項鍊等裝飾品。     

    ●非晶矽(可撓式)     
    成本便宜,發電率較差,且容易造成裂質化。但由於可直接鍍在玻璃及塑膠上面,與建築物
    可做最佳結合。除可做太陽光電系統發電用,室內型民生消費品也常見其應用,如:電子計
    算機、搖頭娃娃、玩具等。

    (三)透光型模板
    不論是單晶矽、多晶矽或非晶矽太陽電池都可建構成透光型模板,
    其最重要的目的在是可和建材結合,變成建築的一部份。
    並可做防反射光的處理、和透明度的加強,如搭配低鐵的強化玻璃。

 


   

    (一)非晶矽(a-Si)
    在 1980 年代,非晶矽是當時唯一的薄膜型太陽電池材料,由於光電轉換效率較低及具有光
    劣化的不穩定性,因此早期始終無法打入主流的發電用市場,而多應用於小功率的消費性電子
    產品市場。但近年隨著二層或多層接合太陽電池( Multijunction Cell )技術之發展,使得
    單層厚度可以降低而減緩照光後衰退的現象,且可吸收不同波段的太陽光譜,因此光電轉換效
    率獲得提升。    

    (二)CIS/CIGS
    CIS (Copper Indium Diselenide) 、或 CIGS(Copper Indium Gallium Senillide) 吸光範圍
    很廣,其穩定性及光電轉換效率為各類型薄膜太陽電池中最高者,被認為是短期內最有可能達
    到矽晶片型太陽電池效能之薄膜太陽電池。在標準測試條件下,最佳 CIS 太陽電池之光電轉
    換效率可達 19.5% ,可媲美最佳的多晶矽太陽電池效率,且其大面積試製品之最佳效率已可
    達13%以上。     

    (三)CdTe
    CdTe 薄膜太陽電池之優點包括: (1)CdTe 的能隙為直接能隙,能隙值為 1.45eV ,可獲得
    較高的光電轉換效率, CdTe 太陽電池在實驗室之效率可達 16% 以上,目前技術若使用耐高
    溫 (~ 600C ) 的硼玻璃 (Borosilicate) 可得 16% 的轉換效率,而使用不耐高溫但成本較
    低的鈉玻璃 (soda-lime) 也可達 12% 的效率; (2)CdTe 為二元化合物,可以簡易計量化學
    控制其 n- 型 CdS (Cadmium Sulphide) 及 p- 型 CdTe 薄膜之摻雜; (3) 可利用多種快速
    成膜技術製作。由於模組化生產容易,因此近年商業化的動作亦相當積極, CdTe/glass 已
    應用於大面積屋頂建材。    

    (四)薄膜矽
    薄膜矽太陽電池是一種不同於非晶矽及單晶矽基材之矽基太陽電池,它不如非晶矽模組通常厚
    約只有 300nm 那麼薄,但比目前結晶矽太陽電池之晶片厚度約在 200m m 以上要來得薄許多
    ,薄膜矽 Cell 厚度約為幾個 mm 或更薄。薄膜矽原料需求只有約為矽晶片型的 1/100 ,且
    具有高吸收光特性,通常無光劣化現象,因此年度每 Watt 發電量較高,對消費者而言能源回
    收期可縮短。因此,薄膜矽太陽電池技術之未來發展潛力頗被 PV 業界看好,目前 a-Si/mc-
    Si 疊層型薄膜太陽電池已有部份商品化,而 mc-Si 太陽電池則多還在開發,但已接近技術成
    熟階段,其關鍵技術在於快速沉積(> 1nm/sec )、鍍膜品質與大面積製程之可靠度及重現
    性。

    

    

    (一)以日射量來計算
          年發電量(EP)=PAS * HA * K * 365(天)
          PAS:太陽電池組列容量
          HA:設置場所及設置條件的累計日射量(kWh/m2 *日)
          K:總和設計係數(0.65∼0.8≒0.7程度)

    (二)以系統利用率來計算
         
年發電量=太陽電池陣列模板的發電量*系統利用率 * 8760(小時)
          系統利用率=0.1∼0.15≒0.12程度
          一年總時數=24(小時)* 365(天)=8760小時