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光伏發(fā)電是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉變?yōu)殡娔艿囊环N技術。這種技術的關鍵元件是太陽能電池。太陽能電池經(jīng)過串聯(lián)后進行封裝保護可形成大面積的太陽電池組件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電裝置。光伏發(fā)電的優(yōu)點是較少受地域限制，因為陽光普照大地光伏系統(tǒng)還具有安全可靠、無噪聲、低污染、無需消耗燃料和架設輸電線路即可就地發(fā)電供電及建設周期短的優(yōu)點。

光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏特效應原理，利用太陽能電池將太陽光能直接轉化為電能。不論是獨立使用還是并網(wǎng)發(fā)電，光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽能電池板（組件）、控制器和逆變器三大部分組成，它們主要由電子元器件構成，不涉及機械部件，所以,光伏發(fā)電設備極為精煉，可靠穩(wěn)定壽命長、安裝維護簡便。理論上講，光伏發(fā)電技術可以用于任何需要電源的場合，上至航天器，下至家用電源，大到兆瓦級電站，小到玩具，光伏電源無處不在。太陽能光伏發(fā)電的基本元件是太陽能電池（片），有單晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜電池等。單晶和多晶電池用量大，非晶電池用于一些小系統(tǒng)和計算器輔助電源等。

國產晶體硅電池效率在10至13%左右，國外同類產品效率約18至23%。由一個或多個太陽能電池片組成的太陽能電池板稱為光伏組件。光伏發(fā)電產品主要用于三大方面：一是為無電場合提供電源，主要為廣大無電地區(qū)居民生活生產提供電力，還有微波中繼電源、通訊電源等，另外，還包括一些移動電源和備用電源；二是太陽能日用電子產品，如各類太陽能充電器、太陽能路燈和太陽能草坪燈等；三是并網(wǎng)發(fā)電，這在發(fā)達國家已經(jīng)大面積推廣實施。我國并網(wǎng)發(fā)電還未起步，不過，2008年北京奧運會部分用電由太陽能發(fā)電和風力發(fā)電提供。

光伏產業(yè)，簡稱PV(photovoltaic)。我國76%的國土光照充沛，光能資源分布較為均勻；與水電、風電、核電等相比，太陽能發(fā)電沒有任何排放和噪聲，應用技術成熟，安全可靠。

除大規(guī)模并網(wǎng)發(fā)電和離網(wǎng)應用外，太陽能還可以通過抽水、超導、蓄電池、制氫等多種方式儲存， 太陽能+蓄能幾乎可以滿足中國未來穩(wěn)定的能源需求。太陽能是未來清潔、安全和可靠的能源，發(fā)達國家正在把太陽能的開發(fā)利用作為能源革命主要內容長期規(guī)劃，光伏產業(yè)正日益成為國際上繼IT、微電子產業(yè)之后又一 爆炸式發(fā)展的行業(yè)。利用太陽能的方式是光伏轉換，就是利用光伏效應，使太陽光射到硅材料上產生電流直接發(fā)電。以硅材料的應用開發(fā)形成的光電轉換產業(yè)鏈條稱之為“光伏產業(yè)”，包括高純多晶硅原材料生產、太陽能電池生產、太陽能電池組件生產、相關生產設備的制造等。工業(yè)和信息化部2015年8月19日公布數(shù)據(jù)顯示，上半年我國光伏產業(yè)同比增長30%。同時，產品價格穩(wěn)中有升，企業(yè)經(jīng)營普遍好轉，國內前4家多晶硅企業(yè)均實現(xiàn)滿產，前10家組件企業(yè)平均毛利率超15%，進入光伏制造行業(yè)規(guī)范公告名單的29家組件企業(yè)平均凈利潤率同比增長6.5個百分點。

太陽電池片采用只需一次燒結的共燒工藝，同時形成上下電極的歐姆接觸。銀漿、銀鋁漿、鋁漿印刷過的硅片，經(jīng)過烘干使有機溶劑完全揮發(fā)，膜層收縮成為固狀物緊密粘附在硅片上，這時可視為金屬電極材料層和硅片接觸在一起。當電極金屬材料和半導體單晶硅加熱達到共晶溫度時，單晶硅原子以一定的比例溶入到熔融的合金電極材料中。單晶硅原子溶入到電極金屬中的整個過程是相當快的，一般只需幾秒鐘時間。溶入的單晶硅原子數(shù)目取決于合金溫度和電極材料的體積，燒結合金溫度越高，電極金屬材料體積越大，則溶入的硅原子數(shù)目也越多，這時的狀態(tài)被稱為晶體電極金屬的合金系統(tǒng)。如果此時溫度降低，系統(tǒng)開始冷卻形成再結晶層，這時原先溶入到電極金屬材料中的硅原子重新以固態(tài)形式結晶出來，也就是在金屬和晶體接觸界面上生長出一層外延層。如果外延層內含有足夠量的與原先晶體材料導電類型相同的雜質成份，這就獲得了用合金法工藝形成歐姆接觸;如果在結晶層內含有足夠量的與原先晶體材料導電類型異型的雜質成份，這就獲得了用合金法工藝形成P.N結。

一般網(wǎng)帶式燒結爐采用電熱絲作為加熱元件，主要通過熱傳導對工件進行加熱，無法實現(xiàn)急速升溫。只有輻射或微波能夠迅速加熱物體，而輻射加熱具有使用經(jīng)濟、安全可靠、更換方便等優(yōu)點。所以太陽電池片燒結爐基本都采用紅外石英燈管作為主要加熱元件。它的設計需注意以下三個問題：

1、加熱管的結構形式

為實現(xiàn)燒結段的溫度尖峰，需在很短的爐膛空間內布置足夠的加熱功率。有短波孿管和短波單管兩種結構可以選擇，其線性功率密度均達到60kW/m2。雖然短波孿管擁有更高的單根功率(相當于兩根單管并聯(lián))，但由于其制造工藝復雜，對石英玻璃管的質量要求更高，制造成本約是單管的2.5倍。因此，在實際使用中，大多采用單管。

2、紅外輻射吸收光譜

當紅外輻射能量被工件吸收時，該物質所特有的吸收光譜需與發(fā)射光譜相匹配，才能在短時間內大效率地吸收輻射能。因此，在燒結的不同階段，所選用的紅外石英燈管也是不同的。在烘干段，要讓有機溶劑和水分迅速揮發(fā)，采用中波管輔助熱風加熱是正確的;在預燒段，要讓基片獲得充分均勻的預熱，中波管良好的紅外輻射、均衡的吸收及穿透能力，正好符合要求;在燒結段，短時間內使基片達到共晶溫度，短波管能做到這一點。

3、加熱管的固定方式

燒結段的溫度峰值在850℃左右，此時燈管的表面溫度將達到1100℃，接近石英管的使用極限，稍微過熱產生氣孔就會立刻燒毀燈管。而在燈管的引出導線部位，由于焊接導線的金屬片和石英玻璃密封在一起，二者熱膨脹系數(shù)不一致，如果此處溫度過高就會產生應力裂紋，造成燈管漏氣。因此燈管在爐膛中的安裝固定方式十分重要。圖2為紅外燈管在爐膛中的一種固定方式。這種固定方式要求燈管的冷端距離爐壁至少80mm以上，保證引出導線部位的溫度不會過高;而且爐壁上安裝孔的直徑要比燈管大2～3mm，通過兩側的固定夾具將燈管懸空夾持在爐膛中。

太陽能電池片的優(yōu)勢在于它可以利用太陽光進行無污染的發(fā)電，可以替代傳統(tǒng)發(fā)電方式，減少對環(huán)境的污染。此外，太陽能電池片的壽命長，幾乎不需要維護，也不需要供電線路，具有很高的可靠性。

但與此同時，太陽能電池片的發(fā)電效率并不是很高，還無法滿足大規(guī)模發(fā)電的需求；太陽能電池片也需要日照條件好才能有效發(fā)電，天氣不好或夜晚就無法發(fā)電。