非、单晶硅太阳能电池组件比功率发电量对比研究

赵雪冰

(张家口市廉政教育基地，河北张家口,075000)

非、单晶硅太阳能电池组件比功率发电量对比研究

赵雪冰

(张家口市廉政教育基地，河北张家口,075000)

通过比较单晶硅与非晶硅比功率发电量，分析两者在太阳能发电功效上的具体差异。

太阳能电池；非晶硅；单晶硅

太阳能具有环保、可再生等特性，是绿色环保理念下的理想能源。现阶段，我国作为能源消耗量极大的国家，已陆续兴建了多座太阳能光伏系统，并加大了对太阳能发电的重视与投入。太阳能电池组件是影响太阳能发电效能的重要组成部分，目前有单晶硅与非晶硅等不同类型，但相关研究显示不同类型的电池组件的发电效能存在一定差别。基于此，本文就试图通过实验对非、单晶硅电池组件的发电效能进行比较，具体如下。

1 非、单晶硅太阳能电池的相关概述

1.1 单晶硅太阳能电池

此种太阳能电池是目前光伏发电的主流电池类型，其转换率高，技术成熟，能够在电池单位面积上得到较为稳定的发电效能。光电转换率较高，通常可达15-18%，最高甚至超过20%。但需要注意的是，因为单晶硅电池具有强光发电的特性，在设计时需要考虑和阳光的合理设计角度，才能得到更高的光电转换效率，同时如果遮挡住了电池的一部分，还可能产生孤岛效应。因上述原因，也就导致了此种太阳能电池的布局以及装设总面积都有一定的限制。同时此类电池对于晶硅制备材料的纯度要求较高，有较高的制备工艺要求标准，成本难以降低。即便存在一定的弊端，但因其较高的光电转换率，总体来看还是具有较为显著的应用价值。

1.2 非晶硅太阳能电池

此种太阳能电池是通过高频辉光放电促使硅烷的分解并沉积所制备而得，在沉积的过程中能够在不锈钢、玻璃以及陶瓷等多种材质外形成一层薄膜。有效改善了薄膜特性，强化各层的界面状态，提升稳定性，且制备成本低，能够实现规模化生产。此种太阳能电池的弱光发电以及透光作用都较为理想，因此不存在安装布局、角度方面的限制。同时也不会产生孤岛效应、电流反偏等问题，但发电效率、光电转换率显著低于单晶硅电池，通常仅为单晶硅的50%左右，甚至更低，如果采用透明玻璃材质，那么光电转换率将会更低。因此为取得与单晶硅同样多的电力，就不得不提升安装面积。

综上，非、单晶硅太阳能电池在发电效能方面各具优劣，但在不同气候条件下，选用哪种太阳能电池能够取得更为理想的发电效能，就需要对此展开进一步研究。

2 非、单晶硅太阳能电池组件比功率发电量对比实验

传统意义上的发电效能主要以额定输出功率作为评价指标，但光照条件是不断变化的，相应的太阳能电池输出功率也不稳定，因此通过这一指标难以全面反映出真实的发电效能。而从发电用户的角度来看，人们更关心的是户外条件中电池组件在一段时间的比功率发电量，也就是在一段期间内电池在户外各种光照条件下的发电总量和电池额定功率的比值。与传统的额定输出功率相比，这一指标强调了户外不同情况的光照条件，使评价更为客观、全面。因此，本次研究就从比功率发电量的角度，通过实验分别在阴雨天与晴天的气候条件下，对两种电池组件的比功率发电量进行测定并比较，以此明确不同类型电池组件发电效能的情况以及两者差异，具体如下。

2.1 实验原理及公式依据

比额定功率指的是在一段期间内电池在户外各种光照条件下的发电总量和电池额定功率的比值，不同于额定输出功率，这一指标强调了户外不同情况的光照条件，对发电效能的评价效果更为客观、全面。根据比额定功率的定义，即日发电量与额定功率的比值得到比额定功率发电量Y的计算公式（1）与发电总量（Q）的计算公式（2）。

比额定功率发变量公式1中Pm为电池额定功率，Qd为日发电量，Uday为日电压，Um为最大功率点的电压，Im为最大功率点的电流，t为实验测定时间，d为天数。

总发电量为每日发电量的总和。

2.2 实验设计

实验地点为我国南方某地，时间为4-6月份，分别在15个晴天日与15个阴雨天日进行试验，共计30个检测日。实验所用非晶硅电池型号为SC35122，单晶硅电池型号为T160-36，额定电压均为15w，以定电压法分别对两组电池组在晴天、阴雨天（台风、暴雨等恶劣气候情况除外）的公式所需参数数值进行测定。因两组电池组的额定电压均为15W，为实现固定工作电压，本次研究采用定电压电子模拟负载的形式进行测量，测量电路见下图。

Comparative study on the power generation capacity of amorphous silicon and single crystal silicon solar cells

Zhao Xuebing
（The uncorrupted government education base of Zhang jia kou city, Zhang jia kou,075000,China）

On comparison the power generation capacity of single crystal silicon and amorphous silicon, this paper analyzed their differences in the efficiency of solar power generation.

Solar cell;amorphous silicon;single crystal silicon