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术语表 · 光伏

太阳能电池

通常为带金属电极的掺杂硅片,通过光伏效应把阳光直接转换为直流电的半导体器件。

太阳能电池是光伏组件的基本单元。商用电池片由硅片切成,如今主要是 M10(182 mm)和 G12(210 mm)规格,通常再用激光切成半片或三分片,以减少电阻损耗。单片硅电池的开路电压约 0.65–0.75 V,所以一块组件内部要串联相当于 54 到 72 个整片的电池。

η = Pmax / (G · A)     FF = Pmax / (Voc · Isc)

式中 G 为辐照度(STC 下为 1,000 W/m²),A 为电池面积,FF 为填充因子,优质硅电池一般为 0.80–0.85。据 ITRPV 路线图,2024–2025 年量产电池效率大约是:PERC 23%,TOPCon 和异质结 24.5–26%。硅电池的实验室纪录已超过 27%(背接触电池,LONGi 2024–2025),接近约 29.4% 的硅理论极限。

组件效率比电池效率低 1–3 个百分点,原因是电池片之间的间隙、边框面积,以及玻璃和封装材料的光学损失。

相关术语

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  • 光伏效应

    半导体结吸收能量高于材料带隙的光子时,产生电压和电流的现象。

  • 单晶硅

    生长成单一连续晶体的硅,通常采用直拉法,效率最高,现已成为光伏的主流硅片类型。

  • PERC(钝化发射极和背面电池)

    在硅电池背面增加钝化介质层的设计,减少复合,并把光反射回电池内部。

  • TOPCon

    隧穿氧化层钝化接触:背面采用超薄氧化层和掺杂多晶硅层导出电流、复合极少的 n 型硅电池。

  • 异质结(HJT)电池

    把 n 型晶硅片夹在超薄非晶硅层之间的电池,电压很高,温度系数低。

  • 千瓦峰值(kWp)

    光伏组件或阵列在标准测试条件下的直流额定功率;光伏装机容量的惯用单位。