如今的技术是越来越成熟了，很多地方都已经用上了高科技，高科技给我们的生活带来了极大的便利。而 太阳能 发电板就是其中之一，这种发电板的出现，解决了很多地方缺电用的困境，可以说为我们解决了很多问题，那么楼顶太阳能发电板有哪些光伏材料?
楼顶太阳能发电板
单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右，最高的达到24%，这是所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的，但制作成本很大，以致于它还不能被普遍地使用。由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，因此其坚固耐用，使用寿命一般可达15年，最高可达25年。
多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多，但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少，其光电转换效率约12%左右 。 从制作成本上来讲，比单晶硅太阳能电池要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。此外，多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。从性能价格比来讲，单晶硅太阳能电池还略好。
楼顶太阳能发电板光伏材料
非晶硅太阳电池是1976年出现的新型薄膜式太阳电池，它与单晶硅和多晶硅太阳电池的制作方法完全不同，工艺过程大大简化，硅材料消耗很少，电耗更低，它的主要优点是在弱光条件也能发电。但非晶硅太阳电池存在的主要问题是光电转换效率偏低，国际先进水平为10%左右，且不够稳定，随着时间的延长，其转换效率衰减。
多元化合物太阳电池指不是用单一元素半导体材料制成的太阳电池。各国研究的品种繁多，大多数尚未工业化生产，主要有以下几种：a)硫化镉太阳能电池b)砷化镓太阳能电池c)铜铟硒太阳能电池(新型多元带隙梯度cu(in， ga)se2薄膜太阳能电池)cu(in， ga)se2是一种性能优良太阳光吸收材料，具有梯度能带间隙(导带与价带之间的能级差)多元的半导体材料，可以扩大太阳能吸收光谱范围，进而提高光电转化效率。
柔性薄膜太阳能电池是相对于常规太阳能电池来区分的。常规太阳能电池一般是两层玻璃中间是eva材料和电池片的结构，这样的组件重量较重，安装的时候需要支架，不易移动。柔性薄膜太阳能电池不需要采用玻璃背板和盖板，重量比双层玻璃的太阳能电池片组件轻80%，采用pvc背板和etfe薄膜盖板的柔性电池片甚至可以任意弯曲，方便携带。安装的时候也不需要特殊的支架，可以方便安装在屋顶，和帐篷顶上使用。
楼顶太阳能发电板具备的光伏材料就是上文给大家介绍的这些了，不同类型的光伏材料，所产生的效果也是有区别的，不同的光伏材料，使用方法和保养方法也是有一定区别的。因此我们在安装太阳能电池板后，要根据光伏材料的不同，做好相应的保养措施。
太阳能电池
太阳能电池是一种将光能转化为电能的装置。一般用于光伏电站、供电不方便的用电场所；例如：太阳能路灯、庭院照明、太阳能信号灯、室外气象监测、地质监测、水库水利监测、小型基站等。
分类
太阳能电池目前主要使用的是硅太阳能电池，在应用中占主导地位。
硅太阳能电池
硅太阳能电池是以硅半导体材料制成的大面积pn结经串联、并联构成。在n型材料层面上制作金属栅线作为接触电极，背面也制作金属膜作为接触电极，这样就形成了太阳能电池板。为了减少光的发射损失，一般在表面覆盖一层减反射膜。主要为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池。
单晶硅太阳能电池
单晶硅太阳能电池转换效率最高，其实验最高转换效率为25%，实际使用转换效率约为18%，使用寿命为15~25年，成本高。在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位。
多晶硅太阳能电池
多晶硅太阳能电池转换效率稍低，其实验最高转换效率为20%，实际使用转换效率约为15%。使用寿命比单晶硅要低，成本低。目前很多光伏厂家已经大量生产多晶硅。
非晶硅太阳能电池
非晶硅太阳能电池成本低廉，弱光效应好，但转换效率低小于10%，使用寿命短，稳定性差材料易引发光电效率衰退效应，影响它的实际使用。
太阳能电池的使用
太阳能电池一般不是单独使用的，需要配备光伏控制器，蓄电池来组成一套太阳能电源。
太阳能电池板是太阳能光伏发电系统中的最核心部分，将太阳能转化为电能，通常采用单晶硅或多晶硅面板。由于单晶硅电池使用寿命长（一般可达20年）、光电转换效率高，是最常用的电池。
光伏控制器主要是保护蓄电池，具有过充过放保护，电能输出控制，充电涓流保护，温度补偿及防雷等功能。太阳能电池板对蓄电池充电时，如果蓄电池电压达到峰值继续高压充电的话容易造成蓄电池损坏；但是此时停止充电的话，蓄电池又无法饱和；所以控制器在充电到峰值电压后会立即降压，然后进入涓流充电状态，保证了蓄电池可以稳定于饱满状态；有效的保护蓄电池，使其寿命更长。
蓄电池储存由太阳能电池板转化过来的电能，通常采用锂电池或铅酸电池。由于太阳电池产生的电是直流电，如果提供电力给家用电器使用则需加装逆变器（直流电转交流电）。
注意事项
什么是光伏效应，太阳能是如何产生电的？
当光照射到半导体pn结上时，半导体pn结吸收光能后，两端产生电动势，这种现象称为光伏效应。由于pn结耗尽区存在着较强的内建电场，因而产生在耗尽区中的电子和空穴，在内建静电场的作用下，各向相反方向运动，离开耗尽区，结果使p区电势升高，n区电势降低，pn结两端形成光生电动势，这就是pn结的光生伏效应。
太阳能电池板使用寿命
太阳能电池板的使用寿命由材质决定，硅太阳能板一般使用寿命15~25年，但随着环境的影响，太阳能电池板的材料会随着时间的变化而老化。一般情况下用到20年功率会衰减30%，用到25年功率会衰减70%。
太阳能发电板不用蓄电池能用吗？
太阳能发电板只是将光能转变成电能的装置，无法储存电能。在光线强的时候，能产生较高的电动势；光线弱的时候只能产生较低的电动势。输出的电压很不稳定，无法正常为用电设备供电。通过电压转换模块将太阳能发电板产生的不稳定电压，转变成适宜为蓄电池充电的电压，向蓄电池充电。用电设备则是从蓄电池取得相对稳定的供电电压。
太阳能给蓄电池充电的时候，可以同时向设备供电吗？
在这样的情况下，负载使用的电力会优先直接使用太阳能电池的电， 剩余的充到蓄电池里；相反，如果太阳能电池的电量不够，会同时从蓄电池内取电。
太阳能电池在南方和北方使用有什么不一样的地方？
太阳能光伏发电效率受到太阳辐射量因素的影响。在纬度高的地区太阳的高度角就会越小，太阳的辐射强度就会越弱；在纬度低的地区，太阳高度角就会越大，这样太阳的辐射强度就会越强，因此在纬度低的地区，太阳能发电效率会更高。
海拔高度越高时，空气就越稀薄，大气透明度就越高，太阳光对于地面的辐射就会强。因此海拔越高，太阳辐射能量也就越大，更加适合太阳能光伏发电。
日照时数也是影响地面太阳能的一个重要因素。一般日照时间长，地面所获得的太阳总辐射量就多。
太阳能户外装备
太阳能户外装备通常是采用单晶硅太阳能板，可折叠，方便携带；但是价格较贵，一块20w发电功率的太阳能板，大约是2-3个大容量充电宝价格。
太阳能板可以用室内灯光发电吗？
非晶硅太阳能电池可以在室内灯光下发电，但是离标准条件而言发电量减弱很多。一般用于在室内或光照强度不高的环境下使用的小型电子产品，例如计算器、电子手表、摇摆器、电子体重计、电子速度计、汽车防盗器等。
如何分辨单晶硅、多晶硅，非晶硅电池？
从外观上看，单晶硅电池的四个角呈现圆弧状，表面没有花纹；而多晶硅电池的四个角呈现方角，表面有类似冰花一样的花纹；而非晶硅电池也就是我们平时说的薄膜组件，它不像晶硅电池可以看出来栅线，表面就如同镜子一般清晰、光滑。
工具
太阳能电池板与蓄电池配置计算公式
例如：使用12v的蓄电池； 1只30w的路灯。
电流i=功率p/电压v=30w/12v=2.5a
计算电池容量
如路灯每天照明7小时（满负载照明），考虑阴雨天气5天还能提供照明（5天另加阴雨天前一夜的照明，计6天） 。
电池容量q=电流i*时间t=2.5a*（5 1）*7小时=105ah
在实际应用中要另外考虑防止蓄电池过充过放实际使用为70%~85%左右，工作电流还受到控制器，线路等损耗大概15%~25%左右。
太阳能电池板功率
太阳能电池板功率x=(用电功率w*日用电时间t)/(年平均日照时间t*蓄电池转换率a)=(30*7)/(5*70%)=60w
其中年平均日光照时间为5小时，70%是充电过程中太阳能电池板的实际利用率。
全国主要城市年平均日照时间及最佳安装倾角
2017半透明非晶硅光伏窗性能研究与优化设计 王蒙博士 光伏窗性能研究（1）——光伏窗介绍 光伏窗性能研究（2）——光伏窗性能研究方法和过程 光伏窗性能研究（3）——单层光伏窗节能性能研究 光伏窗性能研究（4）——中空光伏窗性能实验研究 光伏窗性能研究（5）——中空光伏窗节能性能模拟及优化设计
1、光伏窗
1.1光伏窗组成
光伏窗是光伏建筑一体化的一种方式。光伏建筑一体化（building integrated photovoltaic，bipv）是一种利用光伏组件或太阳能电池来取代建筑物外围护结构，从而不仅产生电力，而且减少了建筑物材料的使用，另外还能降低建筑物空调能耗和高峰用电负荷的系统。它是最常见、最有效的太阳能光能利用方式。
光伏窗制作过程如下：将光伏材料应用于玻璃上制作成半透明光伏组件，进而由光伏组件和窗框组合而成光伏窗。目前较为成熟的光伏材料可以分为晶体硅电池或薄膜电池。其中晶体硅电池又包括单晶硅和多晶硅电池。晶体硅电池具有转换效率稳定，使用寿命长的特点，是目前市场上主要的光伏电池。薄膜电池包括非晶硅薄膜电池和无机化合物薄膜电池。薄膜电池的转换效率低于晶体硅电池，但是成本更低，而且较为轻薄。非晶硅薄膜电池一般呈现深棕色或黑色，它的弱光性能较好，即使在阴天也能输出一定的电量，且转换效率受温度的影响较小。无机化合物薄膜电池目前较为成熟的有碲化镉光伏电池和铜铟镓硒光伏电池，他们外观都是较为均匀的黑色。
现阶段用于制作光伏窗的光伏材料通常为晶体硅电池或非晶硅电池。图1.3分别为晶体桂光伏窗和非晶桂光伏窗。左边为晶体娃光伏窗，它是通过不透明的晶体硅电池片按照一定的排列覆盖在玻璃上，阳光从光伏电池片的间隙穿过，从而达到半透明的效果。右边为非晶硅光伏窗，它是通过半透明的非晶硅薄膜或不透明非晶硅电池之间的间隙，让光线穿过光伏电池，从而达到半透明效果。 如图1.4所示，根据结构的不同，光伏窗可以分为单层光伏窗、中空光伏窗和通风光伏窗。单层光伏窗由光伏组件组成。光伏组件将光伏材料放在高透过率的玻璃中间，中空玻璃包括正面的光伏组件层和背面的普通玻璃层，以及中间的密闭空气层。通风光伏窗包括正面的光伏组件层和背面的普通玻璃层，以及中间的通风空气腔。由于光伏窗的不同结构，单层光伏窗的太阳得热系数最高，因此夏季冷负荷较高，而中空光伏窗的隔热性能最好，冬季热损失较低，同时通风光伏窗能更多的带走光伏材料的热量，从而提高光伏窗的发电性能。三种光伏窗各有特点，本文对由半透明非晶硅光伏材料制作成的单层光伏窗、中空光伏窗和通风光伏窗等三种光伏窗的节能性能进行了比较。
1.2、光伏窗优缺点
光伏窗采用半透明光伏组件替代普通玻璃，它的优点在于以下几个方面：
（1）由于光伏组件对阳光有一定的遮挡作用，从而可以减少进入室内的阳光，因此能在一定程度上降低夏季室内冷负荷，另外由于光伏组件的热阻比普通玻璃高，因此可以降低冬季的热损失，因此光伏窗可以降低建筑供暖空调能耗。 （2）由于光伏窗对阳光有一定的透过率，从而可以保证室内采光，室内人员也可以透过光伏窗看到室外景象，从而保持室内和室外之间的联系。 （3）光伏窗还能产生一定的电量供建筑使用。
然而，事物都是有两面的，光伏窗同时存在以下几个缺点：
（1）由于建筑节能对窗户传热性能的需要比较复杂，夏季需要窗户太阳得热系数低，使进入室内的热量减少，减低室内冷负荷，而冬季需要窗户太阳得热系数高，增加进入室内的热量，降低室内热负荷。光伏窗的太阳得热系数较低，适合于冷负荷大、热负荷小的地区，而在热负荷大、冷负荷小的地区，光伏窗的使用可能导致室内热负荷增大，使建筑节能效果变差。 （2）由于光伏组件对阳光的遮挡作用，光伏组件的透过率较低，室内的自然采光受到影响。当室内照度低于需要的照度时，房间需要开启灯光照明，增大了室内灯光耗电量。 （3）现阶段光伏组件的发电效率较低，光伏窗的发电量较少。大部分太阳辐射量被光伏组件吸收转化成热量散失在环境中。
上述光伏窗的缺点限制了光伏窗在现阶段的发展，然而上述的缺点可以通过对光伏窗性能的研宄与优化来改善。通过对光伏窗节能性能的研宄，从而对光伏组件的透过率、传热系数、发电效率等参数进行合理的选择，就可以对光伏窗的采暖制冷能耗进行权衡，并在保证室内照度的基础上产生电量，最终增强光伏窗的节能性能。
2、光伏窗性能研究
2.1、传热性能研究
为了评估光伏窗的传热性能，研究人员通常采用实验或者数值模拟的方法。实验方法通过测光伏窗的温度和热流进行，而模拟方法通常采用一维数值传热模型。图2.1为一典型半透明晶体硅光伏组件结构示意图，由于半透明晶体硅光伏组件由不透明的晶体硅部分和透明的玻璃部分组成，因此半透明晶体硅光伏组件的传热也被分为晶体硅部分和透明部分。在晶体硅部分，一部分太阳辐射被玻璃层吸收，一部分穿过玻璃层的太阳辐射被晶体硅吸收，吸收的太阳辐射一部分转换为电能，一部分转换成热能，通过玻璃内表面和玻璃外表面与外界热交换释放。而在透明部分，一部分太阳辐射被玻璃吸收，随后通过表面释放到环境中，而大部分太阳辐射穿过光伏组件进入室内。由于光伏组件由不同的材料组成，而且受到变化的环境条件如空气温度、太阳辐射等的影响，因此光伏组件传热分析需要釆用瞬态环境和非均匀材料。另外由于光伏组件的厚度相对于横向尺寸十分小，因此可以采用一维瞬态能量平衡方程来求解有限差分方程，从而分析每个离散节点的热流。
2.2、采光性能研究
光伏窗的采光性能分析需要计算装有光伏窗房间内某一参考点或参考平面的照度，因此通常采用实验或软件模拟的方法进行。照度的模拟可以采用全年动态自然光模拟软件daysim，daysim软件以radisnce的蒙特卡洛反向光线跟踪算法为基础，可以研宄建筑的动态天然采光情况。daysim软件采用perez天空模型，综合计算在晴天、阴天和多云天等各种天空条件下太阳直射光和散射光对室内采光的影响。
2.3、发电性能研究
光伏窗的发电性能通常采用实验和模拟的方法来评估。常用的光伏发电模型包括简单发电模型、等效二极管发电模型、双二极管模型等。
简单发电模型采用最简单的方法来计算光伏组件发电量，在模型中通过规定光伏组件表面接收到的太阳辐射量转换成电量的转换系数来计算发电量。光伏窗的简单发电模型公式如下： 其中 从公式可以看出，光伏窗的简单发电模型通过发电效率来计算光伏窗的发电量，并通过温度系数来修正光伏窗在不同温度条件下的发电量。
等效二极管模型也叫trnsys光伏模型，如图2.2所示，这个模型从数学上看采用了一个经验等效电路模型来预测光伏组件的电流－电压特性。等效模型采用由威斯康辛大学麦迪逊分校提出的“四参数”等效电路来模拟晶体硅（包括单晶硅和多晶硅）光伏组件的发电性能电路包括直流电源，二极管，和一个或两个电阻。直流电源的大小取决于太阳辐射的大小，二极管的电流－电压特性是与温度相关的。
在等效二极管模型中，需要做出以下假设，假设光伏组件在短路条件下电流电压曲线的斜率为０，如式2.2所示。这个假设适用于晶体硅光伏组件。 等效二极管模型中的四参数指的是il,ref，io,ref，γ和rs。这几个参数不能直接由制造商的数据得到，但是等效二极管模型可以自动的根据常用参数来计算从而得到这几个参数。
等效二极管模型计算光伏组件发电性能的方法如下：
由于光伏组件的电流电压特性随着辐射量和温度的变化而变化，因此等效二极管模型采用这些环境因素和四个光伏组件参数在每个时间步长生成光伏组件的电流电压曲线。等效电路的电流电压方程如式2.3所示。 其中 其中 其中 根据式2.4和式2.5计算得到io和il后，就可以采用牛顿法来计算光伏组件电流。另外，通过迭代搜索程序可以在电流电压曲线上寻找最大功率点得到最大功率点电流imp和最大功率点电压vmp。
3、光伏窗节能性能模拟
由于光伏窗传热、采光和发电性能相互联系，模型参数相互耦合，为了模拟光伏窗的节能性能，大部分研究采用模拟软件来同时计算传热量、采光照度和发电量从而计算光伏窗的综合节能性能。光伏窗节能性能模拟可以采用的模拟软件包括ecotect、energyplus、trnsys等。yoon等采用ecotect模拟软件模拟了染料敏化光伏窗综合节能性能，模拟中将光伏窗的透过率设为定值来模拟光伏窗的传热性能和采光性能。li等采用energyplus模拟软件模拟了单层光伏窗，中空光伏窗和通风光伏窗的综合节能性能，模拟将光伏窗的透过率设为定值来模拟光伏窗的传热性能和采光性能，将光伏窗的发电效率设为定值来模拟光伏窗的发电性能。chae等也采用了energyplus模拟软件，模拟首先测量了三种光伏组件的光学特性，然后基于测量到的光学特性建立关系式计算了光伏组件的热学和光学性质，并将计算得到的热学和光学性质用于光伏窗传热和采光性能模拟。光伏窗的发电性能模拟采用等效二极管模型。xu等采用energyplus来模拟光伏窗的传热性能和采光性能，采用简单发电模型来模拟光伏窗的发电性能。bambara和athienitis采用sketchup来建立建筑的几何模型并将模型导入trnsys来模拟光伏窗的传热性能，采用简单发电模型来模拟光伏窗的发电性能。
由于模拟软件釆用的模型做出的简化程度不同，模拟相关性能的准确度也不同，也有研宄为了研宄光伏窗的节能性能采用不同的模拟软件组合。olivieri等采用软件包包括designbuilder，energyplus，pvsyst和comfen来模拟光伏窗综合节能性能。文章首先采用紫外可见近红外分光光度计通过实验测量了五种光伏组件和一种对比玻璃的光学特性。然后通过软件包来模拟光伏窗的节能性能，其中采用基于energyplus的designbuilder来模拟光伏窗的传热性能，采用pvsyst来模拟光伏窗的发电性能，采用基于radiance的劳伦斯伯克利国家实验室软件包optics，window和comfen来模拟光伏窗的采光性能。heim等采用esp-r计算光伏组件的传热性能，并采用watsum-pv模型计算光伏组件的发电量。
kapsis和athienitis采用集成的模拟工具来模拟光伏窗的节能性能，具体步骤如下：
（1）在sketchup中建立办公建筑模型，这个几何模型可以通过插件su2ds用于生成基于radiance的模型，并导入daysim中分析办公建筑的采光照明性能。另一方面这个几何模型还可以通过插件legacy openstudio生成能量模型，并导入energyplus中分析办公建筑的传热和发电性能。 （2）将energyplus中的天气文件（epw文件）导入daysim并将1小时步长的天气文件转化成5分钟时间步长的天气文件。生成的天气文件作为perez全天气天空模型的输入。 （3）根据居住者行为统计模型在matlab程序中制作卷帘使用时刻表。时刻表被送入daysim中进行年度自然采光分析。 （4）根据步骤三中计算得到的工作平台自然采光照度水平，采用daysim中的lightswitch-2002程序计算得到人工照明时刻表。 （5）将空调采暖时刻表，设备使用时刻表，人工照明时刻表等输入energyplus进行全年能耗分析。生成的输出文件包括办公建筑空调能耗，采暖能耗，人工照明能耗，设备能耗，光伏产生电量，光伏组件温度，太阳辐射得热量和通过光伏窗损失的热量等参数。
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