傲世皇朝注册。太阳能电池(​http:​\/​​\/​baike.baidu​\/​view​\/​174609.htm\t_blank​)是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。以光电效应工作的薄膜式太阳能电池为主流，而以光化学效应原理工作的太阳能电池则还处于萌芽阶段。太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴--电子对。在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。

　　太阳能光伏(​http:​\/​​\/​baike.baidu​\/​view​\/​1098090.htm\t_blank​)电池（简称光伏电池）用于把太阳的光能直接转化为电能。目前地面光伏系统大量使用的是以硅为基底的硅太阳能电池，可分为单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池。在能量转换效率和使用寿命等综合性能方面，单晶硅和多晶硅电池优于非晶硅电池。多晶硅比单晶硅转换效率低，但价格更便宜。

　　按照应用需求，太阳能电池经过一定的组合，达到一定的额定输出功率和输出的电压的一组光伏电池，叫光伏组件。根据光伏电站大小和规模，由光伏组件可组成各种大小不同的阵列。

　　光伏组件，采用高效率单晶硅或多晶硅光伏电池、高透光率钢化玻璃、Tedlar、抗腐蚀铝合多边框等材料，使用先进的真空层压工艺及脉冲焊接工艺制造。即使在最严酷的环境中也能保证长的使用寿命。

　　组件的安装架设十分方便。组件的北面安装有一个防水接线盒，通过它可以十分方便地与外电路连接。对每一块太阳电池组件，都保证20年以上的使用寿命。

　　中国对太阳能电池的研究起步于1958年，20世纪80年代末期，国内先后引进了多条太阳能电池生产线，使中国太阳能电池生产能力由原来的3个小厂的几百kW一下子提升到4个厂的4.5MW，这种产能一直持续到2002年，产量则只有2MW左右。2002年后，欧洲市场特别是德国市场的急剧放大和无锡尚德太阳能电力有限公司的横空出世及超常规发展给中国光伏产业带来了前所未有的发展机遇和示范效应。

　　目前，中国已成为全球主要的太阳能电池生产国。2006年全国太阳能电池的产量为438MW，2007年全国太阳能电池产量为1188MW。中国已经成超越欧洲、日本为世界太阳能电池生产第一大国。2008年的产量继续提高，达到了200万千瓦。

　　近5年来，中国光伏电池产量年增长速度为1-3倍，光伏电池产量占全球产量的比例也由2002年1.07％增长到2008年的近15％。商业化晶体硅太阳能电池的效率也从3年前的13％-14％提高到16％-17％。总体来看，中国太阳能电池的国际市场份额和技术竞争力大幅提高。在产业布局上，中国太阳能电池产业已经形成了一定的集聚态势。在长三角、环渤海、珠三角、中西部地区，已经形成了各具特色的太阳能产业集群。

　　太阳能是人类近20年来开发利用的新能源，光电转换（即光伏发电）是太阳能利用的重要形式，指利用半导体界面（硅或其他材料）将光能直接转变为电能，技术较复杂，从单户供电到接入电网，应用范围广泛。当前光伏发电主流技术为硅（包括单晶硅/多晶硅/非晶硅）产品、约占90%以上市场份额，其他技术还包括铜铟镓硒、锑化镉等。由于在制造成本、污染控制等方面具优势，硅产品在较长时期内仍将居主导地位。

　　1.单晶硅/多晶硅电池——①以化学级硅为原料，精炼提纯单晶/多晶硅料；②拉单晶棒/铸多晶硅锭—切片；③封装电池片；④组装电池组件；⑤组装发电应用系统。

　　2.非晶硅薄膜电池——与晶体硅相比，生产工艺相对简单，主要为在玻璃基板上以化学方式沉积非晶硅薄膜层，生产电池片和组件。

　　单晶硅/多晶硅/非晶硅的光电转换率、生产成本递减。单晶硅、多晶硅产品的成本和产出均衡性较好，故占有当前85%以上市场份额。

　　严格的说，太阳能光伏发电是指利用光伏电池进行发电的系统的总称，主要包括：太阳能电池板、控制器、蓄电池、逆变器，如果要和公共电网并联，还要有并网器。可见，太阳能电池板只是太阳能光伏发电系统的一部分。

　　如果所在地的日照充足，太阳能电池板足够大，家庭内装了太阳能光伏发电，不但能够能自给自足，还能够把多余的电能卖给公共电网。

　　现在，国家和某些省市对家庭光伏发电都有扶持政策，具体内容可以自己搜索一下。

　　买的话很多地方都可以买到不过建议你直接找系统集成商因为你装的系统一般也就是10KW以下

　　目前来说价格较高折合成电价大约要1块多一度假如你是为了省电费来装这个那还是不用考虑了

　　传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害日益突出，同时全球还有20亿人得不到正常的能源供应。这个时候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能够改变人类的能源结构，维持长远的可持续发展。这之中太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。丰富的太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦，假如把地球表面0.1%的太阳能转为电能，转变率5%，每年发电量可达5.6×1012千瓦小时，相当于目前世界上能耗的40倍。

　　当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。欧洲一些高水平的核研究机构也开始转向可再生能源。截至2002年底，太阳能光伏发电制造能力已达56万KW，实际装机容量近400万KW，组件成本下降到3.5美元／WP。预计，2020年光伏组件的价格将下降到1美元／WP以下。目前世界最大的光伏工厂年产36MW，价格为3－4美元／WP。

　　我国太阳能资源非常丰富，理论储量达每年17000亿吨标准煤。太阳能资源开发利用的潜力非常广阔。我国地处北半球，南北距离和东西距离都在5000公里以上。在我国广阔的土地上，有着丰富的太阳能资源。大多数地区年平均日辐射量在每平方米4千瓦时以上，西藏日辐射量最高达每平米7千瓦时。年日照时数大于2000小时。与同纬度的其他国家相比，与美国相近，比欧洲、日本优越得多,因而有巨大的开发潜能。

　　在国际光伏市场巨大潜力的推动下，各国的光伏制造业争相投入巨资，扩大生产，以争一席之地。中国作为世界能源消耗第二大的国家也不例外。与国际上蓬勃发展的光伏发电相比，我国落后于发达国家10－15年，甚至明显落后于印度。但是，我国光伏产业正以每年30%的速度增长，2005年底国内光伏电池生产能力已达200MW以上。在国家各部委立项支持下，目前我国实验室光伏电池的效率已达21%，可商业化光伏组件效率达14－15%，一般商业化电池效率10－13%。目前我国太阳能光伏电池生产成本已大幅下降，太阳能电池的价格逐渐从2000年的40元 / 瓦降到2003年的33元/瓦，2004年已经降到27元/瓦。这对国内太阳能市场走向壮大与成熟起到了决定作用，对实现与国际光伏市场接轨具有重要意义。

　　作为21世纪最有潜力的能源，太阳能产业的发展潜力巨大。太阳能产业是新兴的朝阳行业，再加上良好的政策环境、行业本身的特性，使得太阳能产业具有较高的投资价值和发展潜力。目前，太阳能光伏发电产业成长性好，是非常好的投资机会，但要注意控制客观存在的经营风险，竞争风险等以取得良好的投资收益。

　　未来数年全球光伏市场将以大约60%的速度增长，2020年累计装机将达到200GWp

　　到2010年中国太阳能光伏发电总容量将达到40万千瓦，2020年达到220万千瓦

　　在日前落幕的2009中国铅酸蓄电池产业高峰论坛上，成都国晶新能源股份有限公司董事长覃祥彬对于铅蓄储能电池将迎来新一轮发展机遇期的预测，并对铅蓄储能电池发展前景做出分析，获得了业内人士的广泛认同。

　　“储能用铅酸蓄电池作为供太阳能发电设备和风力发电机以及其它可再生能源用于储备能量的产业链核心配套产品，将随着国内外光伏产业的发展迎来新的发展机遇，离网照明系统将为铅蓄储能电池带来更庞大的市场”。成都国晶新能源股份有限公司董事长覃祥彬表示。

　　“有光伏产业广阔空间做支撑”覃祥彬说，根据相关预测，未来数年全球光伏市场将以大约60%的速度增长，2020年累计装机将达到200GWp，绝大部分 为并网光伏发电。同时，由于欧美各国市场需求的增大，我国光伏产业也呈现快速的发展趋势，最近5年的年均增长速度达到40%以上。目前，国家推出了一系列 政策加大扶持力度，金融危机过后的光伏产业前景势必更为广阔。这为储能用铅酸蓄电池提供了新一轮发展机遇。

　　覃祥彬认为，目前能源的结构正朝着绿色方向发展，绿色新能源中如风能、太阳能正在得到开发和利用，并已成为电力工业重要的有机组成部分。比如风 能，2009年中国的风电新增容量很可能仍以接近翻番的速度增长，占全球新增装机容量的三分之一。中小型风力发电机一般都采用蓄电池储能。再如太阳能，在 中国已经深入到千家万户，其中提出“太阳能与建筑一体化”概念，在全国成功运作了1000余套太阳能与建筑一体化工程，推动了太阳能利用的推广。新的《可 再生能源中长期规划》中提出，到2010年中国太阳能光伏发电总容量将达到40万千瓦，2020年达到220万千瓦。这意味着每年光伏发电装机量都将超过 过去多年的总和，国内需求也将变得十分旺盛。未来风力发电和太阳能发电的增长空间巨大，必将带动蓄电池的大发展。可以预见，储能用蓄电池在这方面的需求将 随之增长。

　　“国家标准出台加速其发展”覃祥彬认为，在太阳能照明系统领域，铅蓄电池的技术性能与性价比优势是其他类型电池难以匹敌的，具体表现为：使用安全、性价比 高、容量大、寿命较长；耐高温可防爆耐循环，低温性能相对其他类型电池也较好；铅蓄电池回收率高达96-99%，适应资源循环利用的长远发展。

　　蓄电池作为一种储能部件广泛应用于光伏系统中，其质量好坏直接影响整个太阳能光伏系统的寿命。目前，市场上的太阳能储能蓄电池品种繁多，质量参差不齐。为 此国家质监总局和国家标委会，已颁布储能用铅酸蓄电池标准，（编号：GBT22473-2008），计划从今年9月1日开始实施，该标准规定了供太阳能发 电设备和风力发电机以及其他可再生能源的储能用铅酸蓄电池的产品分类、技术要求、试验条件、试验方法、检验规则、标志、包装、运输贮存等。在覃祥彬看来， 储能用铅酸蓄电池标准的出台和实施，必将推动储能用铅酸蓄电池发展。

　　“离网照明系统带来新市场”覃祥彬认为，蓄电池在风、光、热互补的能源系统出任的是中心主角地位，蓄电池的工作特性主导了该风、光、热互补的能源系统的主要特性。较好的系统设计思路是，应将蓄电池视为系统匹配设计中心，将风、光、热装置视作为蓄电池充电目标服务的部件。不过，他也指出，现在国内外还没有公示适合离网照明系统配置的工业标准，目前大多数系统集成商只是采购常规UPS铅酸蓄电池应付。未来照明市场凡适合离网单机运行的场所，都离不开优质的户外 宽温带储能蓄电池。“今年5月成都国晶新能源股份有限公司就面对一家德国客户提出对储能电池的高标准要求，要求质保期限达到8年以上，适应温度达到-50 —80度。这对铅酸蓄电池行业既是技术挑战，也是产业扩张的好机遇。”

　　覃祥彬告诉记者，两年前，大多数离网照明系统专家还未认识到户外蓄电池在系统的中心主角地位，更鲜有专家能预见到系统技术的突破性出路，竟来源于照明光源 LED的革命性技术进步。但目前已有一些科技公司在研发宽温带电池材料，使蓄电池在系统匹配的短板效应大大降低。除了先发的LED开发商，也有多家蓄电池 商介入离网系统集成业务。蓄电池商凭借对蓄电池特性的深刻了解及其配套采购渠道，引进智能电控技术，不甘于充当离网系统从属配角，反客为主参与到离网系统 集成业务。

　　“离网照明系统市场才刚刚起步，其带来的商业机会已见曙光，不管谁来集系统大成，都将需求大量的户外用储能蓄电池。在未来两三年，离网照明系统对铅蓄电池 的需求，将比电动自行车电池需求来得更迅猛，市场容量大得多。显然只有铅蓄电池才能满足市场长远的巨量需求。”覃祥彬说。

　　摘要：本文讨论了阀控式密封和免维护铅酸蓄电池作为太阳能灯具、光伏电站和光伏户用系统的储能电源，在全天候运行时的耐候性问题，即自然环境下温度对蓄电池寿命、容量的影响，以及光伏系统储能铅酸蓄电池研究、开发。

　　关键词：VRLA蓄电池 胶体铅酸蓄电池 免维护铅酸蓄电池 环境温度 蓄电池寿命 蓄电池容量 蓄电池研发方向

　　近年来，太阳电池的光伏发电技术得到了世界各国的高度重视。从欧美的太阳能光伏“屋顶计划”到我国的西部光伏发电项目。太阳能光伏发电已经显示了其强劲的 发展势头。随着光伏发电技术的发展和低成本光伏组件的产业化，太阳能灯具、光伏电站和光伏户用电源，均要求蓄电池供应商能够提供全天候运行的蓄电池，而目 前光伏系统多采用阀控式密封铅酸蓄电池（以下简称铅酸蓄电池缩写为VRLAB）胶体铅酸蓄电池和免维护铅酸蓄电池（不是VRLA蓄电池）作为储能电源。耐 候性是指蓄电池适应自然环境的特性。本文主要讨论自然环境下温度对蓄电池寿命、容量的影响及解决方法，以及储能铅酸蓄电池研究发展方向。上述三种产品在河 北奥冠电源公司已批量生产，山东皇明太阳能公司做储能蓄电池已配套应用，现场试验效果很好。

　　VRLA铅酸蓄电池受温度影响较大，按阿里纽斯原理，在大于40℃，温度升高10度，寿命降低一倍，寿命终止的主要原因是：（一）硫酸电解液干涸；（二）热失控；（三）内部短路等。

　　硫酸电解液作为参加化学反应的电解质，在铅酸蓄电池中是容量的主要控制因素之一。酸液干涸将造成电池容量降低，甚至失效。造成电池干涸失效这一因素是铅酸 电池所特有的。酸液干涸的原因：（1）气体再化合的效率偏低，析氢析氧、水蒸发；（2）从电池壳体内部向外渗水；（3）控制阀设计不当；（4）充电设备与 电池电压不匹配，电池电压过高、发热、失水、干涸而失效。

　　VRLA铅酸蓄电池受到上述（1）（2）（3）（4）四种因素的影响，其中（2）（3）（4）三种因素引起的失水速度随环境温度的上升而加快，从而加速了 铅酸蓄电池以干涸方式失效。酸液干涸是影响VRLA铅酸蓄电池寿命的致命因素，VRLA蓄电池不适于在35℃以上高温条件下使用。

　　蓄电池在充放电过程中一般都产生热量。充电时正极产生的氧到达负极，与负极的绒面铅反应时会产生大量的热，如不及时导走就会使蓄电池温度升高。蓄电池若在 高温环境下工作，其内部积累的热量就难以散发出去，就可能导致蓄电池产生过热、水损失加剧，内阻增大，更加发热，产生恶性循环，逐步发展为热失控，最终导 致蓄电池失效。

　　VRLA铅酸蓄电池由于采用了贫液式紧装配设计，隔板中保持着10%的孔隙酸液不能进入，因而电池内部的导热性极差，热容量极小。VRLA铅酸蓄电池之所 以在高温环境下易发生热失控，是由于安全阀排出的气体量太少，难以带走电池内部积累的热量。热失控的巨热将使蓄电池壳体发生严重变形、胀裂、蓄电池彻底失 效。

　　（三）内部短路：由于隔膜物质的降解老化穿孔，活性物质的脱落膨胀使两极连接，或充电过程中生成枝晶穿透隔膜等引起内部短路。深放电之后的蓄电池，其吸附式隔板易出现铅绒或弥散型沉淀，或形成枝晶，导致正负极板微短路。

　　由于VRLA铅酸蓄电池的负极冗余设计，充电的初、中期充电效率比正极板充电效率高，所以在正极板析氧之前，负极已生成足够的绒面铅，用于使氧进行再化合。在制作蓄电池过程中，以负极活性物质的量作为控制因素，可以减缓电池性能的恶化。

　　除此而外，目前在铅酸蓄电池中还普遍采用添加剂，用以改善蓄电池性能，如添加锌、镉、锂、钴、铜、镁、等金属盐或氧化物。这些添加剂均为强电解质，在放电 过程中其离子向负极迁移。这些金属离子起化合配位作用，降低形成硫酸铅的概率，既是形成了硫酸铅，也比较松软，易于软化或还原。在电池的使用中，应尽量保 持温度恒定，避免温度的大起大落，减少枝晶析出产生的机会。

　　综上所述，高温对蓄电池失水干涸、热失控、正极板栅腐蚀和变形等都起到加速作用，低温会引起负极钝化失效，温度波动会加速铅酸蓄电池内部短路等等。这些都将影响电池寿命。

　　（1） 第一类早期容量损失，缩写为PCL-Ⅰ。铅酸蓄电池容量突然损失的主要原因是阻挡层。由于Pb-Ca-Sn-Al合金再生缺陷和半导体效应，正极活性物质与板栅间形成了单项导电的阻挡层，导电层 组成成分较为复杂并具有半导体特性的晶体，对温度极为敏感，通过对腐蚀层的研究，改进了电池的合金和铅膏添加剂等半导体掺杂制造工艺，其原理是半导体晶体 对纯度极为敏感这一原理，一个ppm的掺杂能增加103的电导率，通过合理的掺杂工艺，这种失效模式基本上解决。（二）第二类早期容量损失，缩写为PCL-Ⅱ

　　（2） 铅酸蓄电池容量缓慢损失的主要原因是不是通常所见的板栅腐蚀硫酸盐化或活性物质软化脱落等，而是由于多孔活性物质膨胀引起颗粒之间互相隔绝，受温度影响很 大，由PbO2→PbSO4 软化过程中膨胀收缩，引起的正极活性物松软和络合结构的不可逆损坏，逐渐软化脱落。造成正极板以较低的速度损失容量。

　　（三）第三类早期容量损失，缩写为PCL-Ⅲ铅酸蓄电池无法充电的主要原因是由于负极添加剂活性降低或损失，而使充电困难，充电接受能力差，再充电不足，从而导致负极板底部1/3处硫酸盐化而造成的。

　　在常温10h--20h率放电时电池容量受限于正极，在低温（-15℃以下）和高倍率（1h率以上）放电时电池容量收限于负极，低温大电流放电或受高温影 响负极极易发生钝化，其原因是放电过程中有大量的离子要在很短时间内进入酸液，而形成晶核需要一些时间，这样在电极表面的呈现过大的饱和度，与正常放电电 流密度相比就能够形成数量多而尺寸小的晶核，使得电极表面变成孔隙小的致密层，阻碍放电反应的继续进行，类似于部分放电量消耗于这种硫酸铅盐层上。

　　高温促使负极添加剂的分解或溶解在电解液中而早期损失，使负极绒面铅钝化。在低温状态，溶解度明显降低，即使放电电流与低温低浓度时相同、放电时产生的速 度不变，但相对于低平衡溶解度来说提高了饱和度。在低温状态，还导致酸液的粘度增加，导致酸扩散速度下降，增大蓄电池的内阻，高速传质性能变坏。

　　钝化层厚度与硫酸铅的结晶尺寸、孔隙率和孔径结构有关，即与硫酸铅的溶解度以及铅电极表面溶液饱和度有关。在低温及电流密度、硫酸浓度高时，使负极表面溶 液饱和度过高，钝化层随之变厚。所以很易造成蓄电池因放电困难而失效。负极板的钝化表现为既充不进电 也放不出电 。

　　温度对上述(一)(二)(三)诸因素影响的机理及程度涉及到电化学热力学、电化学动力学、半导体物理学、金属物理学等方面的理论，仍在进一步研究之中。但 高温确实会使蓄电池中的添加剂氧化失效，引起活性物持脱落，负极钝化使蓄电池早期的容量衰减速度加快。这种早期容量衰减，将导致铅酸蓄电池寿命缩短，可靠 性变差。

　　根据化学热力学原理，环境温度过高，铅酸蓄电池放电深度越大，电解液密度越高，板栅腐蚀越剧烈；储存时间愈长，腐蚀层越厚。伴随着板栅腐蚀而产生板栅变形 拉伸，其结果使板栅抗张强度变小。活性物质脱落，当腐蚀产物变得很厚或板栅变得相当薄时，板栅电阻增大，使电池容量下降，容量下降20%蓄电池就算失效 了。

　　如前所述，由于蓄电池是一个电化学容器，对环境温度变化极为敏感，环境温度既影响蓄电池的寿命也影响蓄电池的容量，这两者是密不可分的。

　　短短几年时间，铅酸蓄电池在太阳能灯具中得到了广泛应用。鉴于VRLA铅酸蓄电池在自然环境下全天候工作而面临的耐候性较差（-20℃~40℃）的问题， 成功地开发出自主知识产权的耐候性较好（-40℃~60℃）的胶体，富液免维护铅酸蓄电池。现就有关富液铅酸蓄电池研发方向简述如下：

　　免维护铅酸蓄电池壳盖在结构上采用迷宫式气室，特殊设计的氟塑料橡胶多孔透气阀，同时采用了富液设计方案，比VRLA铅酸蓄电池多加了20%的酸液，采用 多孔低阻PE隔板，极群组周围及槽体之间充满了酸液，有很大的热容量和好的散热性，绝对不会产生热量积累和热失控。受温度影响比VRLA蓄电池为小，从而 排除了铅酸蓄电池干涸失效模式。

　　胶体铅酸蓄电池采用了富液设计方案，比VRLA铅酸蓄电池多加了20%的酸液，极群组周围及槽体之间充满凝胶电解质，有较大的热容量和好的散热性。

　　以上两种蓄电池受温度影响较小，能克服以上三种早期容量损失，并具备以下优势：

　　（一）采用特殊的非液非胶电解质，提高装配压力（正极板表面的压力），装配压力25—60Kp，抑制正极板活性物质的软化脱落。设计合理的控制阀，增加氧气复合，减少失水，提高电池寿命（在各种环境中可以提高寿命二倍以上）。

　　（二）采用特殊的板栅结构（正负板栅质量比1：0.75）、工艺手段及材料配方，有机和无机添加剂。形成微孔结构的板栅，增大了电极与电解质的反应界面， 降低接触电阻，减小了电极的极化，大幅度提高电极的活性物质利用率、提高了充电效率，增大电池放电和输出功率，有效的成倍延长电池寿命，全面提高电池性 能。

　　（三）正极板栅采用Pb-Ca-Sn-Al-Sb-Zn-Cd其中的组合多元合金，负极板栅采用铅钙锡铝高氢过电位材料板栅和涂膏成型的电极板，容量大、寿命长。铅锡多元合金集流排，内阻小，耐腐蚀，可经受长期浮充使用，分析纯极电解质，自放电小。

　　（四）采用新技术、改进板栅材配方，提高抗蠕变及抗腐蚀性能，适当提高Pb-Ca合金中的Sn、Ag含量，可以提高抗蠕变性能。

　　（五）采用低阻多孔PE隔板，极板设计要给电池壳中留出富液空间，酸液不外溢、不污染环境、不腐蚀设备机件，可以顺利进行气体阴极吸收。提高极群组的压力，紧装配，可以延长蓄电池寿命。