太陽(yáng)能電池在實(shí)際生活中隨處可見，即使是在鄉(xiāng)村，也能看見太陽(yáng)能電池的身影，比如裝載太陽(yáng)能電池的路燈。為增進(jìn)大家對(duì)太陽(yáng)能電池的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)太陽(yáng)能電池的歷史、太陽(yáng)能電池的材料、太陽(yáng)能電池背板的退化原因予以介紹。如果你對(duì)太陽(yáng)能電池具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、太陽(yáng)能電池的開端

太陽(yáng)能電池，是一種利用太陽(yáng)光直接發(fā)電的光電半導(dǎo)體薄片，又稱為“太陽(yáng)能芯片”或“光電池”，它只要被滿足一定照度條件的光照度，瞬間就可輸出電壓及在有回路的情況下產(chǎn)生電流。在物理學(xué)上稱為太陽(yáng)能光伏(Photovoltaic，縮寫為PV)，簡(jiǎn)稱光伏。

太陽(yáng)能電池是通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。以光伏效應(yīng)工作的晶硅太陽(yáng)能電池為主流，而以光化學(xué)效應(yīng)工作的薄膜電池實(shí)施太陽(yáng)能電池則還處于萌芽階段。

1839年，光生伏特效應(yīng)第一次由法國(guó)物理學(xué)家A.E.Becquerel發(fā)現(xiàn)。1849年術(shù)語(yǔ)“光-伏”才出現(xiàn)在英語(yǔ)中。

1883年，第一塊太陽(yáng)電池由Charles Fritts制備成功。Charles用硒半導(dǎo)體上覆上一層極薄的金層形成半導(dǎo)體金屬結(jié)，器件只有1%的效率。

到了20世紀(jì)30年代，照相機(jī)的曝光計(jì)廣泛地使用光起電力行為原理。

1946年，Russell Ohl申請(qǐng)了現(xiàn)代太陽(yáng)電池的制造專利。

到了20世紀(jì)50年代，隨著半導(dǎo)體物性的逐漸了解，以及加工技術(shù)的進(jìn)步，1954年當(dāng)美國(guó)的貝爾實(shí)驗(yàn)室在用半導(dǎo)體做實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在硅中摻入一定量的雜質(zhì)后對(duì)光更加敏感這一現(xiàn)象后，第一個(gè)太陽(yáng)能電池在1954年誕生在貝爾實(shí)驗(yàn)室。太陽(yáng)電池技術(shù)的時(shí)代終于開啟了。

二、太陽(yáng)能電池材料是什么

目前市場(chǎng)上主流光伏產(chǎn)品是晶體硅太陽(yáng)能電池，也是應(yīng)用最廣泛的產(chǎn)品，其原材料是高純度硅。每生產(chǎn)1兆瓦晶體硅電池需要17噸高純度硅。

硅是地球上儲(chǔ)量第二的化學(xué)元素，作為半導(dǎo)體材料，人們對(duì)它研究得最多、技術(shù)最成熟，而且晶硅性能穩(wěn)定、無毒，因此成為太陽(yáng)電池研究開發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用中的主體材料。但高純度多晶硅在我國(guó)卻十分短缺，絕大部分需要依賴進(jìn)口。

高純度硅在石英中提取，以單晶硅為例，提煉要經(jīng)過以下過程：石英砂一冶金級(jí)硅一提純和精煉一沉積多晶硅錠一單晶硅一硅片切割。

事實(shí)上，我國(guó)每年都從石英石中提取大量的工業(yè)硅，以1美元/公斤的價(jià)格出口到德國(guó)、美國(guó)和日本等國(guó)，而這些國(guó)家把工業(yè)硅加工成高純度的晶體硅材料，以46-80美元/公斤的價(jià)格賣給我國(guó)的太陽(yáng)能企業(yè)。

三、太陽(yáng)能電池是什么能轉(zhuǎn)化為什么能

太陽(yáng)能電池板光能轉(zhuǎn)換成電能。

太陽(yáng)光照射到太陽(yáng)能電池上，就產(chǎn)生光生電壓，就是光生伏打效應(yīng)。如果這時(shí)在太陽(yáng)能電池兩端接上負(fù)載就會(huì)產(chǎn)生光生電流，于是產(chǎn)生了電能。把太陽(yáng)能發(fā)電稱為光伏發(fā)電。

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)是一種利用太陽(yáng)電池半導(dǎo)體材料的光伏效應(yīng)，將太陽(yáng)光輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能的一種新型發(fā)電系統(tǒng)。

獨(dú)立光伏照明系統(tǒng)一般使用蓄電池作為儲(chǔ)能設(shè)備，白天將太陽(yáng)能電池輸出的電能儲(chǔ)存起來，夜間為照明負(fù)載供電。

四、太陽(yáng)能電池板背板退化的原因是什么

研究人員試圖了解聚酰胺太陽(yáng)能背板過早開裂的原因，以及聚酰胺材料如何與太陽(yáng)能電池板結(jié)構(gòu)相互作用。他們已對(duì)美國(guó)，中國(guó)，泰國(guó)和意大利使用的太陽(yáng)能電池板的底片樣品進(jìn)行了化學(xué)和機(jī)械測(cè)試。他們說，它們中的大多數(shù)顯示出過早破裂的明顯跡象。

分析還表明，受裂紋和降解影響最大的底片區(qū)域是內(nèi)層，因?yàn)閮?nèi)層往往會(huì)變得更硬。EVA密封膠，科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)，損壞太陽(yáng)能電池密封劑中的化學(xué)物質(zhì)(乙烯乙酸乙烯酯(EVA)膜)并滴落到背板上會(huì)加速背板的降解。

科學(xué)家將幾根聚酰胺試條放入乙酸瓶中，然后五個(gè)月后，與置于空氣或水中的試條相比，分析了它們的降解程度。暴露于乙酸的塑料條表面出現(xiàn)了類似風(fēng)化底片的裂紋。研究人員說，這些裂紋比暴露在空氣或水中的樣品要嚴(yán)重得多。

研究人員得出結(jié)論：“乙酸可以大大加速化學(xué)降解并促進(jìn)聚酰胺內(nèi)層的破裂?！? “這項(xiàng)研究表明，聚酰胺太陽(yáng)能背板的現(xiàn)場(chǎng)開裂可歸于循環(huán)熱機(jī)械應(yīng)力下化學(xué)降解和物理重組(化學(xué)結(jié)晶)的綜合作用?！笨茖W(xué)家們還指出，在2010-2012年期間生產(chǎn)的面板主要使用聚酰胺太陽(yáng)能背板。

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