第二章 太阳能电池 习题

一、填空题

1. 光伏发电系统最核心的器件是 。

2. 太阳能电池工作原理的基础，是半导体 。

3. 太阳能电池的原理是 通过光电效应或者光化学效应直接把 转化成 的装置。

4. 硅太阳能电池一般制成 结构或 型结构。

5. 用来表示在太阳能电池上的光能量转换成电能的大小，一般用输出能量与入射的太阳能量之比来表示。

6.太阳能电池按结构不同可分为 、 、 、 和 。

7.化合物半导体电池主要包括 、 和 。 8. 是太阳能电池的最小元件。

9. 是峰值功率与电池的短路电流和开路电压乘积的比值。 二、选择题

1.（ ）是固定电池和保证与上、下盖板密合的关键材料。

A. 边框 B. 上玻璃盖 C. 粘结剂 D. 互连条

2. 太阳能电池按材料的不同可分为薄膜太阳能电池、化合物半导体太阳能电池、 硅太阳能电池和（ ）

A. 单晶硅太阳能电池 B. 多晶硅太阳能电池 C. 液结太阳能电池 D. 有机半导体太阳能电池

3. 制造晶体硅太阳能电池不包括（ ）

A. 绒面制备 B. 引线护套 C. 刻蚀 D. 腐蚀周边

4. 要确保太阳能电池组件产品安装后建筑结构的安全，如结构的承载力、防水、防坠落、防雷、绝缘、节能等要求。这是太阳能电池组件的（ ）特征。

A. 美观特征 B. 强度特征 C. 采光特征 D. 安全特征

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5.太阳能电池组件封装工艺流程串焊的下一道工序是（ ）。

A. 叠层 B. 组件层压 C. 高压测试 D. 组件测试

6. 图示工序是( )

A. 串焊 B. 单焊 C. 组件层压 D. 组件测试

7.（ ） 作用是将太阳能电池组件串的直流电缆，接入后进行汇流，再与并网逆变器或直流防雷配电柜连接，以方便维修和操作。

A. 直流配电柜 B. 交流配电柜 C. 旁路二极管 D. 汇流箱

三、简答题

1．简述为什么太阳能电池转换相率不可能达到100%的原因。 2．太阳能电池的特点。 3．太阳能电池的分类。 4．简述光伏发电原理过程。 5．太阳能电池片形成的工艺流程。

6．太阳能电池组件封装的目的及组件的种类。 四、分析计算题

1. 某地建设一座移动通信基站的太阳能光伏发电系统，该系统采用直流负载，负载工作电压48V，用电量为每天150Ah，该地区最低光照辐射是1月份，其倾斜面峰值日照时数是3.5h，选定125W太阳能电池组件，其主要参数为：峰值功率125W，峰值工作电压34.2V，峰值工作电流3.65A,计算太阳能电池组件使用数量及太阳能电池方阵的组合设计。（设电池组件损耗系数为0.9，蓄电池的充电效率为0.9）

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第二章习题答案

一、填空题

1、太阳能电池 2、PN结光生伏打效应 3、太阳能电池、光能、电能 4、p+/n型结构、n+/p型结构 5、太阳能电池转换效率

6、同质结太阳能电池、异质结太阳能电池、肖特基太阳能电池、多结太阳能电池、液结太阳能电池

7、Ⅲ-Ⅴ族化合物（GaAs）太阳能电池、Ⅱ-Ⅵ族化合物（CdS/CdTe）太阳能电池、三元Ⅰ-Ⅲ-Ⅳ族化合物（硒铟铜）太阳能电池

8、单件太阳能电池片 9、填充因子

二、选择题

1、C 2、D 3、B 4、D 5、A 6、B 7、D

三、问答题

1、（1）比硅的禁带（能量带）小的红外线，即波长0.78微米以上波长的光通过太阳能电池时会产生损失。虽然太阳能电池的种类不同，通过的光的波长不同，但太阳能电池所产生的损失的比例一般为15%-25%。

（2）在能量较大的短波长光，由于光的散射、反射而产生损失，这部分损失在30%-45%。

（3）PN结的内部存在电场，电子、空穴的载流子在流动过程中所产生的损失在15%左右。

（4）电流流动所产生的焦耳损失，以及光生伏打效应导致的电子、空穴再结合时所产生的损失。太阳能电池的转换效率一般在14%-20%。

2、（1）通常的火力、水力发电，发电站一般远离负载，需要通过输电系统，而太阳能电池只要有太阳便可发电，因此使用方便，可以安装在靠近电力消耗的地方，在远离电网的地区，可以降低输电和配电成本，增加供电设施的可靠性。

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（2）没有运动部件，寿命长，无需或极少需要维护。

（3）太阳能电池能直接将光能转换成电能，不会产生废气和有害物质等。 （4）太阳能电池的能量随入射光、季节、天气、时刻等的变化而变化，

在夜间不能发电。

（5）太阳能电池所产生的电是直流电，并且无蓄电功能。 （6）太阳能电池成本较高。

3、（1）按照结构不同分：同质结太阳能电池、异质结太阳能电池、肖特基太阳能电池、多结太阳能电池、液结太阳能电池。

（2）按照材料的不同分：硅太阳能电池、化合物半导体太阳能电池、有

机半导体太阳能电池、薄膜太阳能电池。

4、将半导体太阳能电池的发电过程概括成以下四点： （1）收集太阳光和其他光使之照射到太阳能电池表面上。

（2）太阳能电池吸收具有一定能量的光子后，半导体内产生电子-空穴对，两者极性相反。这些电子和空穴应有足够的寿命，它们被分离之前复合不会消失。

（3）这些电性相反的光生载流子在太阳能电池PN结内建电场的作用下，电子—空穴对被分离，电子集中在一边，空穴集中在另一边，在PN结两边产生异性电荷的积累，从而产生光生电动势，即光生电压。

（4）在太阳能电池PN结的两侧引出电极，并接上负载，则在外电路中即有光生电流通过，从而获得功率输出，这样太阳能电池就把太阳能（或其他光能）直接转换成了电能。

5、硅片、硅片表面处理、绒面制备、扩散制结、去除背结、制备减反射膜、腐蚀周边、制作上、下电极、检验测试。

6、太阳能电池组件封装的目的：

（1）防止太阳能电池破损 晶体硅太阳能电池易破损的原因：晶体硅呈脆性；硅太阳能电池面积大；硅太阳能电池厚度小。

（2）防止太阳能电池被腐蚀失效 太阳能电池的自然抗性差：太阳能电池长期暴露在空气中会出现效率的衰减；太阳能电池对紫外线的抵抗能力较差；太阳能电池不能抵御冰雹等外力引起的过度机械应力所造成的破坏；太阳能电池表面的金属层容易受到腐蚀，太阳能电池表面堆积灰尘后难以清除。

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