Komplexní úvod a přehled solárních článků

I. Komplexní analýza solárních článků
Solární články, jako zařízení, které přeměňuje sluneční energii na elektrickou energii, v posledních letech přitahovaly velkou pozornost. Jeho pracovní princip je založen na fotoelektrickém efektu. Absorpcí fotonů na slunečním světle jsou stimulovány elektrony a otvory a poté se generuje proud. Solární články mají výhody, že jsou šetrné k životnímu prostředí, obnovitelné a bez znečištění a jsou široce používány v mnoha oblastech, jako jsou domovy, průmyslová odvětví a přeprava. Dále poskytneme komplexní úvod a přehled solárních článků.

 

Ii. 1. Přehled solárních článků
Solární energie, která zaujímá základní polohu v obnovitelné energii, pochází ze své energie ze slunečního světla, se kterým jsme obeznámeni. Energie biomasy, větrné energie, oceánské energie a vodní energie, tyto zdánlivě rozmanité energetické formy ve skutečnosti všechny sledují zpět ke zdroji sluneční energie. Obecně řečeno, sluneční energie pokrývá veškerou výše uvedenou obnovitelnou energii. Když konkrétně odkazujeme na sluneční energii jako na zdroj obnovitelné energie, obvykle odkazujeme na přímou konverzi a využití sluneční energie.

Technologie solárního tepelného využití, tj. Efektivní přeměna energie slunečního záření na tepelnou energii prostřednictvím konverzního zařízení a poté použití této tepelné energie k výrobě elektřiny. Podobně je také důležitou technologií také technologie výroby energie solární fotovoltaické energie, tj. Proces přeměny energie slunečního záření na elektrickou energii. V tomto poli hrají základní roli fotoelektrická konverzní zařízení, jako je princip fotovoltaického efektu polovodičových zařízení.

V 50. letech 20. století se pole využití sluneční energie uvádělo důležitým technologickým skokem. V roce 1954 Bell Laboratories ve Spojených státech úspěšně vyvinul 6% praktickou jednokrystalovou křemíkovou buňku a položil základ pro praktickou aplikaci solárních článků. V roce 1955, Tabor Izraele navrhl důležitou teorii selektivního absorpčního povrchu a na základě této teorie vyvinul účinný selektivní solární absorpční povlak, který dále podporoval rozvoj technologie využití sluneční energie.

Kromě toho solární články také ukazují své jedinečné vlastnosti. Je podobný obrovskému PN křižovatce, která může účinně přeměnit sluneční energii na elektrickou energii. Za standardních podmínek osvětlení mohou solární články generovat jmenovité výstupní napětí 0. 48V. Současně má také všechny vlastnosti křižovatky PN, což mu umožňuje nepřetržitě vyrábět elektřinu za slunečního světla.

V praktických aplikacích jsou moduly solárních článků obvykle spojeny několika solárními články a používají se v slunečních svítidlech a jiných zařízeních. Tyto komponenty mají koeficient záporné teploty, tj. Napětí klesne o 2 mV za každý stupeň zvýšení teploty. Současně mají také klíčové parametry, jako je ISC (proud zkratu), IM (špičkový proud), VOC (napětí otevřeného obvodu), VM (maximální napětí) a PM (špičkový výkon), které jsou nezbytné pro normální provoz a optimalizaci systému.

Stojí za zmínku, že stav otevřeného obvodu nebo stav zkratu solárních článků jej nepoškodí. Ve skutečnosti tuto funkci používáme k ovládání nabíjení a vypouštění systémové baterie. Tato metoda inteligentního řízení dále zajišťuje stabilitu a trvanlivost solárních článků.
Výstupní výkon WP solárních článků se měří za standardních podmínek slunečního světla. Tato podmínka se řídí standardem 101 Evropské komise, včetně intenzity záření 1000 W\/m2, vzduchové hmotnosti AM1,5 a teploty baterie 25 stupňů. V praktických aplikacích jsou takové podmínky přibližně ekvivalentní slunci kolem poledne za slunečného dne. Mnoho lidí však omylem věří, že pokud existuje sluneční světlo, solární článek může generovat jmenovitý výstupní výkon a dokonce si myslí, že může být normálně použit pod zářivkami v noci. Ve skutečnosti se výstupní výkon solárních článků mění dynamicky a je ovlivněn mnoha faktory, jako je čas a místo. Výstupní výkon stejného solárního článku se proto bude lišit v různých časech a místech.

 

Iii. 2. fotovoltaický účinek
Fotovoltaický účinek, nebo zkráceně fotovoltaický účinek, se týká fenoménu potenciálního rozdílu mezi různými částmi nehomogenního polovodiče nebo kombinací polovodiče a kovu pod osvětlením. Solární články používají tento účinek k přeměně slunečního záření na elektrickou energii principem fotoelektrické konverze. Tento proces fotoelektrického převodu se nazývá „fotovoltaický efekt“, takže solární články se také nazývají „fotovoltaické buňky“.

Polovodičový materiál používaný pro solární články je speciální látka, jejíž vlastnosti jsou mezi vodiči a izolátory. Podobně jako u atomů běžných látek se atomy polovodičů skládají z pozitivně nabitých jádra a negativně nabitých elektronů. Jako příklad, jeho vnější vrstva atomů, má jako příklad polovodičový křemík, má 4 elektrony, které se pohybují kolem jádra v pevných oběžných drahách. Když se tyto elektrony vzrušují externí energií, odtrhnou se od oběžné dráhy a stanou se volnými elektrony, přičemž v původní poloze ponechá „díru“.

V čistých křemíkových krystalech je počet volných elektronů a otvorů stejný. Avšak dopingem se specifickými prvky, jako je boron a gallium, lze vodivé vlastnosti křemíku změnit. Tyto prvky mohou zachytit elektrony a proměnit křemík na polovodič typu díry, reprezentovaný symbolem P; Zatímco přidání prvků, jako je fosfor a arsen, změní křemík na polovodič typu elektronů, reprezentovaný symbolem N. Když se tyto dva polovodiče kombinují, jejich rozhraní vytvoří PN spojení. Jádro solárních článků tvoří tento PN křižovatka. Je to jako bariéra, která brání volnému pohybu elektronů a děr.

Když je solární článek vystaven slunečnímu světlu, elektrony absorbují světelnou energii a přesunou se do oblasti typu N, což způsobuje negativně nabitý oblast typu N; Současně se otvory pohybují do oblasti typu P, takže oblast typu p pozitivně nabije. Tímto způsobem je na obou koncích spojení PN generována elektromotická síla, běžně známá jako napětí. Pokud jsou kovové dráty svařeny do vrstvy typu P a vrstvy N-typu a zatížení je připojeno, proud proudí v externím obvodu. Připojením více takových prvků baterie v sérii a paralelně lze generovat požadované napětí a proudový výstup.

V současné době je nejzralejším a komerčně cennějším solárním článkem Silikonový solární článek.
Solární články, zařízení, které účinně přeměňuje sluneční energii na elektrickou energii prostřednictvím fotovoltaického efektu, mají základní strukturu, jak je znázorněno na obrázku výše. Když se na jejich rozhraní vytvoří dva různé typy polovodičových materiálů, typ N a typu P a typu P, vestavěné elektrické pole směřující z typu P na typ N na typ N. Když sluneční světlo svítí na povrchu solárních článků, fotony s energií přesahující bandgap vzrušují páry elektronů a otvorů. Tyto nevyvážené menšinové nosiče jsou účinně odděleny pod působením interního elektrického pole a nahromaděny na pozitivních a negativních elektrodách baterie, čímž poskytují stabilní proudový výstup pro vnější zatížení.

 

IV. 3. vývojový trend krystalických křemíkových solárních článků
Krystalické křemíkové solární články se vyvíjejí ve směru vysoce účinnosti a tenkého filmu. Pokud jde o vysoce účinné monokrystalické křemíkové buňky, kontaktní buňky zadního bodu (PCC) Stanfordské univerzity, buňka Pasivated Emiter Region (PESC, Perc, Perl) New South Wales (UNSW) a lokalizovaná zadní povrchová pole (LBSF) buňky Fraumhofer pro solární energii v německém vynechání. Současně polykrystalické křemíkové buňky také přitahovaly velkou pozornost. Jejich výhodou je, že mohou přímo připravit rozsáhlé čtvercové křemíkové ingoty vhodné pro rozsáhlé výrobu s jednoduchým zařízením a výrobním procesem úsporného. Ačkoli účinnost polykrystalických křemíkových buněk je ovlivněna hranicemi materiálu a zrn, jeho výkon byl významně zlepšen přijetím technologií, jako je gettering, pasivace a zadní pole. Mezi nimi je konvenční proces getteringu hliníku tvořen slinem po odpaření hliníkového filmu na zadní straně buňky, což nejen zjednodušuje výrobní proces, ale také pomáhá zlepšit účinnost buňky. Kromě toho může pasivace vodíku, jako účinná metoda ke zlepšení kvality polykrystalického křemíku, významně snížit defekty, jako jsou visící vazby v křemíkovém těle, prostřednictvím implantace iontů nebo ošetření plazmy. Současně se na povrchu polykrystalických křemíkových solárních buněk potahuje vrstva anti-reflexního filmu křemíku nitridu. Kromě toho se technologie povrchové kyslíkové pasivace také široce používá ve vysoce účinných solárních článcích, zejména ve fotovoltaicky stupni krystalických křemíkových materiálů, kde je účinek jasnější. Tepelná oxidace je jedním z běžně používaných technických prostředků a oxidace povrchu PECVD při nižší teplotě také vykazuje určitý potenciál.
Povrchové ošetření polykrystalických solárních buňkách křemíku

Vzhledem k přítomnosti vícenásobných krystalových orientací na povrchu polykrystalických křemíkových solárních článků je obtížné získat ideální sametovou strukturu leptáním, jako je jednokrystalový křemík s (100) krystalovou orientací. Vědci jsou proto odhodláni zkoumat různé metody povrchového úpravy k dosažení účelu antireflekce. Mezi nimi může použití multi-blade broušení kol k drážce povrchu křemíkových destiček zkrátit dobu procesu 10 cm × 10 cm křemíkových oplatků na 30 sekund, což ukazuje určitý praktický potenciál.

Kromě toho je porézní křemík také považován za praktickou volbu pro antireflexní filmy pro polykrystalické křemíkové solární články. Jeho antireflexní účinek je srovnatelný s účinku dvojitých antireflexních filmů, čímž se zvyšuje účinnost polykrystalických křemíkových buněk na 13,4%.

Výzkum a vývoj tenkovrstvých baterií

Aby se dále snížilo náklady na solární články, fotovoltaické pole pokračuje v prozkoumání výzkumu a vývoje tenkovrstvých baterií. V současné době byly úspěšně vyvinuty amorfní křemíkové baterie, baterie galliového sulfidu (cdte) a baterie mědi se selenidem (cis). Zejména amorfní silikonové baterie mají relativně jednoduchý proces přípravy a nízké náklady a získali širokou pozornost.

 

Balení solárních článků

Balení formy solárních článků je zásadní pro pracovní život baterie. V současné době se laminační proces stal hlavním proudem, který může zajistit pracovní život solárních článků déle než 25 let. Naproti tomu, ačkoliv počáteční vzhled zapouzdření kapky je krásný, pracovní život solárních článků je omezen na 1 ~ 2 roky. Proto pro aplikace, jako jsou světla solárních trávníků s nízkým výkonem, které nevyžadují vysokou životnost, lze použít formulář kapky; Zatímco pro sluneční světla s čistou životností se doporučuje zvolit laminovanou formu ezapulace. Kromě toho se pro zapouzdření solárních článků používá také nový typ silikonového gelového materiálu a jeho pracovní život se říká, že je až 10 let.

 

Klasifikace fotovoltaických systémů výroby energie

Systémy vytváření energie fotovoltaického lze rozdělit na dva typy: nezávislé a připojené k mřížce. Nezávislé fotovoltaické systémy výroby energie se používají hlavně ve vzdálených oblastech nebo oblastech bez pokrytí mřížky; Zatímco s mřížkou jsou připojeny systémy vytváření fotovoltaického energie připojené k mřížce a generovaná elektřina může být přímo vstup do mřížky.

1. Nezávislé systémy výroby energie AC AC obvykle zahrnují následující jádrové komponenty:

Pole solárních článků: Skládá se z modulů solárních článků uspořádaných a připojených specifickým způsobem, které jsou podporovány závorkami a nadacemi.

Baterie pro skladování energie: Může být vybrána podle skutečných potřeb a mohou být různé typy dobíjecích baterií.

Řadič: Je konkrétně zodpovědný za kontrolu procesu nabíjení pole solárních článků na baterii pro skladování energie. Má více ochranných funkcí, aby zajistil bezpečný a stabilní provoz systému.
Invertor: Zařízení, které převádí napájení DC poskytovaného baterií pro ukládání energie do požadovaného střídavého napájení. Například v Číně je výstupní napětí 220 V a frekvence je 50 Hz.
Distribuční krabice a spojovací dráty: Odpovědné za připojení různých komponent systému a správu výstupního výkonu.

 

2. Nezávislý systém výroby energie DC
Obvykle zahrnuje následující základní komponenty:

Pole Solar Cell: Skládá se z modulů solárních článků uspořádaných a připojených specifickým způsobem, které jsou pevně podporovány závorkami a nadacemi.

Baterie pro skladování energie: Je vybírána podle skutečných potřeb použití a může zahrnovat různé typy dobíjecích baterií.

Řadič: Je konkrétně zodpovědný za monitorování a kontrolu procesu nabíjení pole solárních článků na baterii pro skladování energie. Jeho vestavěné vícenásobné ochranné funkce jsou navrženy tak, aby zajistily nepřetržitý bezpečný a stabilní provoz systému.

Distribuční box a spojovací dráty: Odpovědné za připojení různých komponent v systému k sobě navzájem a efektivní správu výstupního výkonu.

 

3. Systém výroby energie připojený k síti propojený
Systém výroby energie připojený k síti s mřížkou obvykle obsahuje následující komponenty:

Pole Solar Cell: Skládá se z modulů solárních článků uspořádaných a připojených specifickým způsobem, které jsou pevně podporovány závorkami a nadacemi.

Baterie pro skladování energie: Vyberte podle skutečných potřeb použití, které mohou zahrnovat různé typy dobíjecích baterií.

Řadič: Odpovědný za monitorování a kontrolu procesu nabíjení solárního pole na baterii pro skladování energie. Jeho vestavěné vícenásobné ochranné funkce zajišťují nepřetržitý bezpečný a stabilní provoz systému.

Střídač připojený k mřížce: převádí DC napájení baterie pro skladování energie na požadovaný střídavý výkon, jako je například 220V50Hz běžně používaný v Číně.

Distribuční krabice a spojovací dráty: Odpovědné za připojení a správu výstupního výkonu různých komponent v systému.

Kromě toho jsou také důležitou aplikační oblastí solárního osvětlení. Konstrukce solárních lamp musí zvážit specifické podmínky oblasti využití. Ve východní Číně je vhodný poměr mezi jmenovitým výstupním výkonem modulů solárních článků a vstupním výkonem lamp asi 2 ~ 4: 1 a specifický poměr závisí na pracovní době lamp a na potřeby osvětlení nepřetržitých deštivých dnů. Instalace solárních článků je také klíčovým spojením. Jeho úhel naklonění a směr ovlivní výstupní výkon a životnost. V dolním úseku řeky Yangtze je ideální úhel naklonění solárních článků asi 40 stupňů směrem k jihu. Současně, aby se zabránilo tzv. „Efektu tepelného ostrova“, to znamená, že po zablokování může být po blokováním poškozena jediná solární článek po blokování, ve skutečnosti se použije modul solárního článku složeného z více solárních článků a měří se, jako je nakládání a instalace ptačích kolíků.

Bez ohledu na styl a sílu solárních lamp je zásadní kontrolní obvod náboje a výboje, jedna z jeho základních komponent. Aby se zajistila trvanlivost baterie, musí být její podmínky nabití a vypouštění přísně kontrolovány, aby se zabránilo přebíjení a hlubokému výboji. Kromě toho je vzhledem k velké fluktuaci vstupní energie solárního fotovoltaického systému výroby energie nabití baterie v fotovoltaickém systému výroby energie složitější než u běžných baterií. Výkon solárních lamp často závisí na návrhu a implementaci řídicího obvodu nabíjení a vypouštění. Pokud není nedostatek vysoce výkonného obvodu nabíjecího a výboje, bude obtížné zaručit výkon solárních lamp.

 

V souvislosti s rozšířenou aplikací solární fotovoltaické výroby energie je obzvláště důležitý výběr olověných baterií pro skladování energie. Od rozsáhlých solárních fotovoltaických projektů v Evropě a ve Spojených státech po projekt Guangming mé země, solární fotovoltaická energie vykázala silnou vývojovou dynamiku. S pokrokem fotovoltaické technologie a popularizací levných fotovoltaických modulů, aplikačních scénářů, jako jsou solární lampy, fotovoltaické elektrárny a zdroje pro domácí fotovoltaické energie, předkládaly vyšší požadavky na baterie. V současné době se utěsněné baterie olověných baterií, koloidních olověných baterií a bezúdržbových baterií a baterií bez údržby a baterií bez údržby staly běžnými zdroji energie energie ve fotovoltaických systémech. Pro zajištění stabilního provozu systému je zásadní odolnost proti povětrnostním povětrnostem. Tento článek se zaměří na dopad teploty na výdrž baterie a kapacitu v přírodním prostředí a odpovídající řešení a zároveň hluboce analyzuje klíčové body výběru olověných baterií pro skladování energie.

 

5. Dopad teploty na životnost baterií s kyselinou
VRLA olověné baterie jsou velmi citlivé na změny teploty. Podle principu Arinius, když teplota přesáhne 40 stupňů, bude jeho život na polovinu na polovinu pro každý 10 stupňů. Mezi hlavní důvody pro konec výdrže baterie patří vysušení elektrolytu kyseliny sírové, tepelný útěk a vnitřní zkrat.

Vysychání elektrolytu kyseliny sírové je jedním z klíčových faktorů ovlivňujících životnost baterií o olověné kyseliny. Vysychání kyseliny způsobí, že kapacita baterie se snižuje nebo dokonce zcela selhává, což je problém jedinečný pro baterie olověné kyselé. Možné důvody zahrnují účinnost nízké rekombinace plynu, vývoj vodíku a kyslíku a odpařování vody, prosakování vody uvnitř skořepiny baterie, nesprávný návrh regulačního ventilu a nesoulad mezi nabíjecím zařízením a napětím baterie. Stojí za zmínku, že se zvyšováním okolní teploty se míra ztráty vody způsobené třemi faktory (2), (3) a (4) zrychlí, čímž se zrychlí selhání vysušení olovnaté baterie.

Kromě toho je tepelný útěk také hlavní výzvou, které čelí bateriemi olovnatých. Během procesu nabíjení a vybíjení baterie generuje teplo. Pokud není včas propuštěn, teplota baterie bude i nadále stoupat. Zejména při práci ve vysokoteplotním prostředí je obtížnější rozptýlit teplo nashromážděné uvnitř baterie, což může vést k přehřátí, ke zvýšení ztráty vody, zvýšenému vnitřnímu odporu a začarovanému cyklu, postupně se vyvíjí na tepelný útěk a nakonec způsobuje selhání baterie.

 

VRLA olověné baterie mají extrémně špatnou tepelnou vodivost a extrémně malou tepelnou kapacitu díky jejich jedinečnému designu sestavy libové kapaliny a 10% pórů v separátoru. Díky tomu jsou VRLA olověné baterie náchylnější k tepelnému útěku ve vysokoteplotním prostředí. Protože množství plynu vybíjeného bezpečnostním ventilem je omezené, je obtížné odebrat teplo uvnitř baterie. Jakmile dojde k tepelnému útěku, bude baterie vážně deformována, prasklá a zcela selhává.

Na druhé straně je vnitřní zkrat také příčinou selhání baterie s olověnou kyselou. To je způsobeno hlavně degradací a stárnutím membránového materiálu, uvolňováním a expanzí aktivního materiálu nebo penetrací membrány dendrity generovanými během procesu nabíjení. Po hlubokém výboji je adsorpční separátor baterie náchylný k vedení sametu nebo rozptýleného srážení nebo tvorby dendritů, což vede k mikro-krátkým obvodům pozitivních a negativních destiček.
Vzhledem k negativnímu návrhu elektrody redundantního olověných baterií VRLA je účinnost nabíjení negativní elektrody vyšší než u kladné desky v raných a středních stádiích nabíjení, takže negativní elektroda nejprve vytvoří dostatek sametového olova, což vede k rekombinační reakci kyslíku. Ve výrobním procesu baterií lze degradaci výkonu baterie zpomalit kontrolou množství aktivního materiálu záporné elektrody.
Kromě toho se v bateriích s olověnými bateriemi běžně používají přísady, jako jsou kovové soli nebo oxidy, jako je zinek, kadmium, lithium, kobalt, měď a hořčík. Tyto aditivy působí jako silné elektrolyty a jejich ionty migrují do negativní elektrody během výboje. Tyto kovové ionty mají chemický koordinační účinek, který může snížit pravděpodobnost tvorby síranu olova. I když je vytvořen síran olova, jeho struktura je relativně měkká a snadnější změkčila nebo snižovala.

Při používání baterie zkuste udržovat stabilní teplotu a zabránit drastickým změnám teploty, abyste snížili možnost srážení dendritu. Stručně řečeno, vysoká teplota zrychlí ztrátu a sušení vody baterie, tepelný útěk, pozitivní korozi a deformace mřížky, zatímco nízká teplota může způsobit selhání negativní poruchy pasivace elektrody. Kolísání teploty urychlí vnitřní zkrat baterií s kyselinou olova a tyto faktory budou mít nepříznivý dopad na výdrž baterie.

 

Vi. Vliv teploty na kapacitu baterie s olověnou kyselinou

I) První typ včasné ztráty kapacity, označovaný jako PCL-ⅰ

Hlavním viníkem náhlého poklesu kapacity baterie olovnaté je bariérová vrstva. Tato bariéra je odvozena z regeneračních defektů a polovodičového účinku slitiny PB-CA-SN-AL. Vytváří jednosměrnou vodivou bariéru mezi pozitivním aktivním materiálem elektrody a mřížkou. Tato vrstva bariéry se skládá z komplexních krystalů s vlastnostmi polovodičů a je citlivá na teplotu. Zlepšením procesu dopingu polovodiče, jako jsou slitiny baterií a přísady na pasta, jsme úspěšně zlepšili vodivost tím, že využili citlivost polovodičových krystalů k čistotě, čímž jsme účinně zmírnili tento režim selhání.

 

Ii) Druhý typ včasné ztráty kapacity, označovaný jako PCL-ⅱ

Skutečným viníkem pro pomalý pokles kapacity baterie olovnaté kyseliny není běžná koroze mřížky, sulfatace nebo aktivní uvolňování materiálu, ale rozšíření porézních aktivních materiálů. Tato expanze je zvláště patrná v procesu změkčení PBO2 → PBSO4, což nejen způsobuje, že pozitivní aktivní materiál bude měkký a komplexní struktura bude poškozena, ale také postupně způsobuje změkčení a spadnutí aktivního materiálu, což zase způsobuje, že pozitivní deska ztratí kapacitu pomalejší.

 

Iii) Třetí typ včasné ztráty kapacity, označovaný jako PCL-ⅲ

Problém baterií olověných kyselin, které nejsou schopny nabíjet, často pramení ze snížení nebo ztráty aktivity negativních elektrodových přísad. To může vést k obtížnosti při nabíjení, špatnému přijetí a nedostatečnou dobití a nakonec vést k sulfataci dna 1\/3 záporné destičky.

Za podmínek vysokých teplot se negativní aditiva elektrody rozkládají nebo rozpustí v elektrolytu, což povede k časným ztrátám a poté pasivaci negativního elektrodového sametového olova. Naopak, za podmínek nízké teploty, v důsledku snížené rozpustnosti, i když je výbojový proud stejný jako koncentrace při nízké teplotě a rychlost výtoku zůstává nezměněna, nasycení se zvýší vzhledem k nízké rovnovážné rozpustnosti. Navíc nízká teplota zvýší viskozitu roztoku kyseliny a sníží rychlost difúze kyseliny, čímž se zvýší vnitřní odolnost baterie a ovlivňuje její vysokorychlostní přenosový výkon.

 

Tloušťka pasivační vrstvy úzce souvisí s velikostí krystalu, porézností a strukturou pórů síranu olovnatého, které úzce souvisí s rozpustností síranu olova a nasycení roztoku na povrchu olověné elektrody. Při nízké teplotě bude nasycení roztoku na povrchu negativní elektrody příliš vysoká, což povede k zahušťování pasivační vrstvy, což může snadno způsobit, že baterie selhává v důsledku potíží s vypouštěním. V této době neexistuje záporná deska ani nabití ani propuštěna.

Mechanismus a stupeň vlivu teploty na výše uvedené faktory zahrnují teorie z více disciplín, včetně elektrochemické termodynamiky, elektrochemické kinetiky atd. Stojí za zmínku, že vysoká teplota způsobuje oxidační selhání aditiv v baterii, což zase zase spadnutí a urychlení včasné kapacity baterie. Tento rozpad nakonec zkrátí životnost baterie olova-kyseliny a sníží její spolehlivost.

 

Kromě toho je koroze kladné destičky také problémem, který nelze ignorovat. Podle principu chemické termodynamiky, čím vyšší je okolní teplota, tím větší je hloubka vypouštění baterií olovnaté kyseliny a čím vyšší je hustota elektrolytu, což zase zhoršuje korozi mřížky. Dlouhodobé skladování zahušťuje vrstvu koroze, doprovázenou deformací a natahováním mřížky, což vede ke snížení pevnosti v tahu mřížky. Když aktivní materiál spadne nebo je produkt koroze příliš silný, zvýší se odpor mřížky, čímž bude ovlivnit kapacitu baterie. Jakmile kapacita baterie klesne o 20%, lze ji posoudit jako selhání.

Stručně řečeno, jako elektrochemická kontejner je baterie velmi citlivá na změny teploty okolí. Okolní teplota ovlivňuje nejen životnost baterie, ale má také přímý dopad na její kapacitu. Oba jsou vzájemně propojené a neoddělitelné.

Vývoj koloidních baterií s kyselinou olova (baterie olova-kyseliny regulované ventilem)
V posledních letech byly v oblasti solárních lamp široce používány olověné baterie. Když však baterie olovo-kyseliny VRLA fungují nepřetržitě v přírodním prostředí, jejich odolnost proti povětrnostním povětrnostem čelí výzvám, zejména v teplotním rozsahu -20 stupně ~ 40 stupňů. Abychom tento problém vyřešili, úspěšně jsme vyvinuli koloidní baterii s lepší odolností proti povětrnostním povětrnostem, jejíž provozní teplotní rozsah může dosáhnout -40 stupně ~ 60 stupňů, což dále rozšíří rozsah aplikací olovo-kyselinových baterií.

 

Baterie koloidního olova a kyseliny přijímá jedinečné schéma bohaté konstrukce kapaliny a její kyselá kapalina se zvýší o 20% ve srovnání s vodivou baterií VRLA. Baterie je naplněna gelovým elektrolytem kolem skupiny pólů a mezi nádržemi, díky čemuž má velkou tepelnou kapacitu a vynikající rozptyl tepla. Kromě toho koloidní baterie také překonává výše uvedené tři problémy při včasné ztrátě kapacity a má následující významné výhody:

 

Nejprve používá speciální ne-likční neegový elektrolyt k inhibici změkčení a uvolňování aktivního materiálu pozitivní destičky zvýšením tlaku sestavy (zejména tlak na povrch pozitivní desky). Současně dobře navržený řídicí ventil zvyšuje rekombinaci kyslíku a snižuje ztrátu vody, čímž se prodlužuje životnost baterie.

Za druhé, struktura mřížky koloidní baterie je pečlivě navržena pomocí speciálních procesních prostředků a materiálových formulací. Tato struktura tvoří mikropóry, zvyšuje reakční rozhraní mezi elektrodou a elektrolytem, ​​snižuje kontaktní odpor a snižuje polarizaci elektrody. To výrazně zlepšuje rychlost využití aktivního materiálu elektrody, účinnost nabíjení a výbojový a výstupní výkon baterie.

 

Pozitivní mřížka navíc používá kombinaci více slitin více prvků, jako je PB-CA-SN-AL-SB-Zn-CD, zatímco záporná mřížka používá olověné materiály s vysokým vodíkem olověné a tin-tin-tin-aluminum. Takový design nejen zlepšuje kapacitu a životnost baterie, ale také zajišťuje, že sběratel slitiny s olověným cínem má vlastnosti malého vnitřního odporu a odolnosti proti korozi a vydrží dlouhodobé používání plovoucího náboje.

 

Kromě toho se významně zlepšila přijetí nových technologií a zlepšením vzorce materiálu mřížky a odolnost proti korozi a odolnosti koroze koloidních olova-kyselinových baterií. Současně použití porézních separátorů PE a bohatého tekutého prostoru s nízkým odolností a bohatý kapalný prostor navržený na desce zajišťuje, že kyselina nepřetéká, znečišťuje životní prostředí nebo koroduje části zařízení během provozu baterie a může hladce absorbovat plynnou katodu. Tato měření zlepšení dále prodlužují životnost baterie.

Vi) Kryt skořápky baterie přijímá labyrintský typ speciálně navržený prodyšný ventil v kombinaci se speciálními přísadami, které účinně snižují ztrátu vody.

(Vii) Při správném použití aditiv lze udržovat normální stav nabíjení negativní elektrody, lze zabránit negativní sulfidaci elektrod a negativní samoobratce elektrody lze snížit. To nejen zajišťuje stabilní nabíjení negativní elektrody, ale také snižuje polarizační potenciál pozitivní elektrody, čímž zpomaluje korozi pozitivní mřížky a dále prodlouží životnost baterie.

 

Dále prozkoumáme historii vývoje a současný stav výroby fotovoltaické energie. Od narození první praktické fotovoltaické buňky v roce 1954, generování solární fotovoltaické energie dosáhlo významného pokroku. Přestože je jeho vývojová rychlost o něco pomalejší než rychlost počítačů a optických vláken, rostoucí poptávka po energii a omezení konvenční energie postupně přitahovala pozornost na výrobu fotovoltaické energie. Zejména ropná krize v roce 1973 a problémy znečištění životního prostředí v 90. letech podporovaly rychlý rozvoj technologie výroby fotovoltaické energie. Jeho vývojový proces lze shrnout do následujících fází:
V roce 1893 francouzský vědec Becquerel objevil „fotovoltaický efekt“ a položil základ pro rozvoj fotovoltaické technologie. Adams a další následně objevili v roce 1876 fotovoltaický účinek pevného stavu na kovy a selenové listy a otevřeli novou kapitolu ve fotovoltaické technologii. V roce 1883 byl vyroben a použit jako citlivé zařízení v různých oborech první „selenovou fotobulul“.

 

Fotovoltaická technologie vstoupila do 20. století, dosáhla významného pokroku. V roce 1930 navrhl Schottky teorii „fotovoltaického efektu“ bariéry Cu2O, která poskytovala důležitou podporu pro pozdější výzkum. Ve stejném roce Langer poprvé navrhl použít „fotovoltaický efekt“ k výrobě „solárních článků“ k dosažení přeměny sluneční energie na elektrickou energii.

 

S prohlubováním výzkumu se účinnost fotovoltaických buněk neustále zlepšovala. V roce 1954 Chabin a Pirson úspěšně provedli praktické jednokrystalové solární články ve Bell Laboratories ve Spojených státech, s účinností 6%, což znamenalo, že fotovoltaická technologie vstoupila do nové fáze vývoje. Ve stejném roce Wecker objevil fotovoltaický účinek arzenidu Gallium a vytvořil tenkovrstvé solární články, což dále podporuje vývoj technologie.

 

Následně se země věnovaly výzkumu a vývoji fotovoltaické technologie. V roce 1958 byly solární články poprvé použity ve vesmíru, vybavené napájecím zdrojem satelitu American Pioneer 1, což ukazuje na jeho široké vyhlídky na aplikaci. S narozením polykrystalických silikonových solárních buněk a operací křemíkových solárních článků připojených k mřížce se fotovoltaická technologie postupně stala spolehlivým energetickým roztokem.

 

Po vstupu do 90. let dosáhla průlomového pokroku fotovoltaická technologie. Fotoelektrická konverzní účinnost solárních článků Gallium Arsenid dosáhla 13%a účinnost solárních článků sulfidu kadmia v tenkovrstvu také dosáhla 8%. Kromě toho úspěšný vývoj ultrafialových buněk a buněk zadního pole dále zlepšil účinnost a aplikační rozsah fotovoltaických buněk.

 

Vzhledem k tomu, že se světová snaha o obnovitelnou energii stává stále naléhavější, se fotovoltaická technologie stala horkým tématem výzkumu. Země navrhly fotovoltaické střešní plány a rozvojové cíle na podporu rozšířeného použití fotovoltaické technologie. Po roce 1997 Spojené státy, Japonsko a Evropská unie navrhly všechny plány rozvoje Grand Photovoltaic, což naznačuje, že fotovoltaická technologie se chystá uvedení na novou fázi rozvoje.

 

V současné době se aplikace fotovoltaické technologie stala stále rozsáhlejším a nejen hraje důležitou roli v poli. Při pohledu do budoucnosti se očekává, že fotovoltaická technologie zaujímá důležitější postavení v globálním energetickém oboru a přispěje k udržitelnému rozvoji lidstva.