Quelle quantité d'énergie du soleil peut être absorbée par les panneaux solaires

L'énergie solaire est une sorte d'énergie produite par la fusion nucléaire de l'hydrogène dans le soleil. L'énergie émise par le soleil n'est que d'environ un sur 2,2 milliards pour atteindre la gamme de l'atmosphère terrestre, atteignant la limite supérieure de l'atmosphère terrestre, qui est d'environ 1367W par mètre carré, Il atteint le module photovoltaïque et le convertit en courant continu . Selon l'efficacité actuelle de 18,3% du module monocristallin 300W, il est d'environ 183W. Où va l'énergie de 1184 W au milieu ?

1. Absorbé et réfléchi par l'atmosphère

Il y a des milliers de kilomètres d'atmosphère au-dessus de la terre, qui sont divisés en troposphère, stratosphère, mésosphère, thermosphère et exosphère. Environ 30 % de l'énergie solaire est réfléchie dans l'espace et environ 19 % de l'énergie est absorbée par les nuages ​​et l'atmosphère. Il devient vent, tonnerre et pluie, et environ 51% atteignent la surface de la terre. Étant donné que la majeure partie de la surface de la Terre est recouverte d'océans, l'énergie qui peut réellement atteindre la surface terrestre ne représente qu'environ 10 % de l'énergie rayonnante qui atteint la Terre. Néanmoins, l'utilisation de cette énergie peut équivaloir à 35 000 fois la consommation énergétique mondiale actuelle.

2. Le module de batterie n'absorbe que l'énergie de la partie lumière visible

Connaissance spectrale de la lumière du soleil : la lumière du soleil est un mélange de lumière changeant continuellement de différentes longueurs d'onde, y compris la lumière de différentes longueurs d'onde : infrarouge, rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo, violet, ultraviolet, etc. Rouge, orange, jaune, vert , indigo, bleu et violet sont la lumière visible qui peut être vue par l'œil humain. La partie de longueur d'onde plus longue est la lumière rouge, la partie de longueur d'onde plus longue est la lumière infrarouge, la partie de longueur d'onde plus courte est la lumière violette et la partie de longueur d'onde plus longue est la lumière ultraviolette, bien que la gamme de longueurs d'onde du spectre solaire soit très large, de quelques angströms à plusieurs angströms. Dix mètres, mais la répartition de l'énergie rayonnante par longueur d'onde est inégale. Parmi eux, la région avec la plus grande énergie rayonnante se trouve dans la partie lumière visible, représentant environ 48%, l'énergie rayonnante dans la région spectrale ultraviolette représente environ 8% et l'énergie rayonnante dans la région spectrale infrarouge représente environ 44 %. Dans tout le spectre visible, le maximum d'énergie se situe dans la longueur d'onde A 0,475μm, la cellule solaire ne peut absorber qu'une partie de l'énergie et la convertir en énergie électrique. La région spectrale ultraviolette ne peut pas effectuer de conversion d'énergie, et la longue longueur d'onde dans la région spectrale infrarouge ne peut être convertie qu'en chaleur.

Dans le spectre solaire, différentes longueurs d'onde de lumière ont différentes énergies et différents nombres de photons. Par conséquent, le nombre de photons générés par la cellule solaire lorsqu'elle est exposée à la lumière est également différent. En général, les cellules solaires au silicium ne répondent pas à la lumière ultraviolette avec des longueurs d'onde inférieures à environ 0,35 μm et à la lumière infrarouge avec des longueurs d'onde supérieures à environ 1,15 μm, et la réponse maximale se situe dans la plage de 0,8 à 0,9 μm. Déterminée par le processus de fabrication de la cellule solaire et la résistivité du matériau, la réponse spectrale culmine à environ 0,9 μm lorsque la résistivité est faible. Dans la plage de réponse spectrale des cellules solaires, la région avec une longueur d'onde plus longue est généralement appelée réponse spectrale à ondes longues ou réponse à la lumière rouge, et la région avec une longueur d'onde plus courte est appelée réponse spectrale à ondes courtes ou réponse à la lumière bleue. Essentiellement, la réponse spectrale à ondes longues dépend principalement de la durée de vie et de la longueur de diffusion des porteurs minoritaires dans la matrice, et la réponse spectrale à ondes courtes dépend principalement de la durée de vie des porteurs minoritaires dans la couche de diffusion et de la vitesse de recombinaison sur la surface avant.

À l'heure actuelle, il existe deux façons d'améliorer l'efficacité de la batterie. L'une consiste à étudier de nouveaux matériaux de batterie et à élargir la gamme du spectre de réponse. Par exemple, les cellules solaires en cascade intègrent des sous-cellules constituées de matériaux semi-conducteurs avec différentes réponses spectrales pour tirer pleinement parti de l'énergie solaire. Chaque longueur d'onde du spectre peut être utilisée pour améliorer l'utilisation grâce à la technologie des cellules à jonctions multiples. La seconde consiste à corriger la technologie cellulaire, telle que la coupe au fil diamanté, la technologie de passivation de surface, la technologie de traitement au laser, etc., pour améliorer le taux d'utilisation de l'énergie solaire.

3. Perte d'emballage des composants

Après encapsulation dans des modules, étant donné que la surface du module est plus grande que la surface totale de la batterie, l'efficacité globale de la surface est perdue d'environ 2 points de pourcentage; d'autre part, en raison de la perte de 0,5 point de pourcentage de transmission lumineuse et d'absorption du verre photovoltaïque ; 0,5 point de pourcentage de perte d'absorption de transmission lumineuse du film EVA ; Troisièmement, la résistance de la barre d'interconnexion/barre omnibus perd 1 %. Au total, il a perdu environ 4 points de pourcentage. Avec le développement continu de la technologie des modules, des modules de batterie multi-barres, des modules de cadre sans aluminium à double verre et des modules de batterie sans barre omnibus à contact arrière MWT sont désormais introduits, ce qui peut réduire la perte d'emballage des modules à moins de 1 %.