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光伏模块文献研究综述与展望

智慧芽 | 2023-06-21 |

本文主要从四个方面对光伏模块的文献研究进行综述与展望。首先,介绍了光伏模块的基本概念和技术应用现状;其次,对光伏模块材料的研究进展进行了详细介绍;随后,阐述了光伏模块的工艺研究方向及其未来发展趋势;最后,对光伏模块的系统智能化管理进行了探讨,同时对未来的发展进行了展望。

1、光伏模块的基本概念和技术应用现状

光伏发电是使用太阳能光伏电池将阳光直接转化成电能的一种可再生能源技术。光伏模块作为光伏电池的集合体,在光伏发电中起到了至关重要的作用。

随着全球对可再生能源的需求不断增加,光伏模块技术得到了迅速发展,广泛应用于屋顶光伏发电、城市建筑一体化光伏发电、光伏发电站等多个领域。然而,光伏模块在长期使用过程中会出现热失效、机械破坏、腐蚀等问题,这些问题需要得到进一步的解决。

为了提高光伏模块的光电转换效率和稳定性,需要对光伏模块的材料、工艺、系统管理等方面展开深入的研究。

2、光伏模块材料的研究进展

光伏模块的性能主要受到材料的影响。目前,光伏模块的材料主要包括硅(Si)材料和非晶硅(a-Si)材料。

硅材料是主流光伏模块的材料,其太阳能光伏电池具有高转换效率和稳定性。目前,硅太阳能电池技术已经不断提升,单晶硅、多晶硅、微晶硅等新型硅材料逐渐应用于光伏模块中,有望进一步提高光伏模块的效率。

非晶硅材料是一种新兴的光伏模块材料,相比于晶体硅,其成本更低,适用于大面积制造。虽然非晶硅太阳能电池的转换效率较低,但在近年来的研究中,不断有新的材料成果涌现,如钙钛矿太阳能电池、有机-无机杂化太阳能电池等,这些材料的性能日益接近甚至超越晶体硅,有望进一步应用于光伏模块中。

未来,新型光伏模块材料的研发和应用将成为一个重要的研究方向。

3、光伏模块的工艺研究方向及其未来发展趋势

光伏模块制造工艺是影响光伏模块性能的关键因素之一。目前,常规的光伏模块制造工艺主要包括前工艺、电池制备、模块制备和测试认证等环节。

为了提高光伏模块的效率和降低制造成本,需要新的工艺和技术不断涌现。目前,有机太阳能电池、渗透气电极太阳能电池、半透明太阳能电池等新型太阳能电池已经逐渐应用于光伏模块中。同时,也有一些新型的模块制备技术被提出,如海绵型模块制备技术、激光刻蚀技术等,这些新技术有望进一步改善光伏模块的性能。

未来,光伏模块制造工艺的研究方向将趋于智能化、绿色化和低碳化,同时,快速制造、柔性制造、透明柔性电池等新技术有望成为发展方向。

4、光伏模块的系统智能化管理

光伏发电系统中的光伏模块数量庞大,管理难度较高。同时,在现代智能电网的背景下,对光伏发电系统的智能化管理已成为一个前沿研究方向。

目前,智能化管理技术主要包括云计算、大数据、物联网、人工智能等方面。通过智能化管理,可以有效地对光伏模块进行实时监控、故障预警、优化管理等,提高光伏发电系统的效率和稳定性。

未来,随着信息技术的不断发展,光伏模块系统智能化管理技术将逐渐成熟,为光伏发电的应用提供了全新的思路和方法。

本文综述了光伏模块的基本概念和技术应用现状,介绍了光伏模块材料的研究进展,阐述了光伏模块的工艺研究方向及其未来发展趋势,探讨了光伏模块的系统智能化管理。未来,光伏模块技术将逐渐向高效、低成本、低碳、智能化和柔性化方向发展。

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