第五章聚光太阳电池

聚光光伏ConcentratorPhotovoltaic各代太阳能电池介绍

单晶硅太阳能电池多晶硅太阳能电池第一代太阳电池第二代太阳电池非晶硅薄膜、铜铟锡(CIGS)、碲化镉(CdTe)薄膜太阳能电池第三代太阳能电池硅响应部分多结化合物半导体光伏电池（MTJ光伏电池）采用三个不同半导体材料构成PN结：每个PN结具有不同的禁带宽度顶电池–1.9eV中电池–1.4eV底电池–0.7eV不同的电池吸收太阳光谱中不同的部分,从而提高整个电池的转换效率太阳能聚光系统的引入目前应用于地面发电系统的GaAs基太阳能发电系统大多都采用聚光系统，聚光型太阳能(Concentrationphotovoltaic，简称CPV)技术通过透镜或镜面将接收到的太阳能放大成百上千倍，然后将放大的能量聚焦于效率极高的小光电池上。CPV系统实物图(左)及CPV系统原理图(右)将汇聚后的太阳光通过高转化效率的光伏电池直接转换为电能的技术聚光光伏（CPV）其太阳能能量转换效率可达31%～40.7%，虽然转换效率高，但是由于向阳时间长，过去用于太空产业，现在搭配太阳光追踪器可用于发电产业，比较不适合用于一般家庭。聚光器折射聚光器：菲涅尔透镜反射聚光器：槽形、蝶形聚光强度：低倍、中倍、高倍率聚光器聚光方式：聚光器原理

费涅尔透镜是一种折射式聚光器，它是由平凸透镜演变而来的。从图(a)可知，当太阳光垂直平凸透镜时，第一个界面(平面)不改变光的传播方向，第二个界面(曲面)才会改变光的方向，使入射光会聚。把平凸透镜的曲面分成许多个小单元，由于每个小单元可近十地看作为平面(如图(b))，这样图中画有阴影线的部分变成了直角小棱镜。把许许多多直角小棱镜平版化(在一块平板上加工制成)，便构成了费涅尔透镜(也称平板透镜)，见图(c)。费涅尔透镜演化示意图菲涅耳透镜蝶式槽式聚光太阳电池太阳能材料对光谱的吸收能力表硅(Si)与砷化镓(GaAs)对温度的发电转换效率比较世界聚光太阳能电池的转化效率太阳跟踪器散热系统散热装置主要作用是为太阳能电池降温，太阳能电池的最佳工作温度是在25℃左右，而聚光器在提高光强的同时由于能流密度增大也使太阳能电池表面的温度升高了很多。具体以硅太阳能电池为例，温度每升高1℃其输出功率下降0.35%~0.45%CPV发电系统集成接收器模组发电系统追日聚光型太阳能电池太阳能不同太阳电池转换效率的增长趋势光伏发电成本分析反射式高倍聚光太阳电池500倍聚光太阳电池美国250-1000倍槽式聚光电池方阵西班牙1.0MW250倍聚光太阳电池发电系统东山精密（002384）：聚光产业环节：钣金构件聚光简介：全球CPV龙头SolFocus的指定钣金供应商，并承接组装业务精密钣金件是公司的主导产品。公司已经通过SolFocus全面的供应商体系认证，作为其全球唯一的精密制造服务商，为其提供全面的CPV发电系统精密钣金组件及系统组装“一站式”精密制造服务。万家乐（000533）聚光产业环节：电池芯片系统集成聚光简介：持股25%的新曜光电，在研CPV电池模块、模组以及聚光光学系统公司控股25%的新曜光电是一家以第三代高聚光型（HCPV）太阳能发电模组和发电系统的开发、设计和产业化为主要业务方向的高科技公司。目前，新曜光电已完成10mm电池模块的工艺改进和优化，封装测试和模块批量生产工艺也基本完成，是国内唯一有高倍率核心模块研发和产业化生产能力的单位。涉及CPV系统及部件制造的A股公司有多家三安光电（600703）：聚光产业环节：电池芯片系统集成聚光简介：技术来源于Emcore，CPV系统采用双轴跟踪、500倍聚光方式天津三安三期扩产完毕后，MOCVD总数将达到100台以上。已实现年产外延片65万片，芯片200亿粒的生产规模。目前三安能提供单机规格为25kW的聚光光伏发电机组。新华光（600184）：聚光产业环节：光学系统镧系光学玻璃获湖北省新产品奖，光学材料市场占有率30%以上，是EPSON、3M、ZEISS、凤凰光学等公司的光学材料主要供应商。公司控股子公司天达光伏主要产品为晶硅太阳能电池，在云南昆明石林太阳能光伏并网电站20兆瓦实验示范项目中负责提供7.1MW太阳能组件。水晶光电（002273）：聚光产业环节：光学系统聚光简介：公司正与欧美厂商就CPV用镀膜器件的进行接触公司是国内唯一一家规模化生产光学低通滤波器的企业，全球排名第四；红外截止滤光片及组立件年产能1.5亿片，全球排名第三。公司之前的主要客户为索尼，目前已经进入佳能、奥林巴斯等厂商的供应链。公司在镀膜上拥有核心技术，反射镜镀膜产品可能成为公司新的业务方向。利达光电（002189）：聚光产业环节：光学系统聚光简介：关联公司河南中光学集团，具有自主知识产权的太阳能C