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光伏石墨在太陽(yáng)能光伏發(fā)電領(lǐng)域起著關(guān)鍵作用，其使用涉及多個(gè)精細(xì)環(huán)節(jié)。
首先是原料選擇。優(yōu)質(zhì)的光伏石墨通常選用高純度、高密度且具有良好導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性的人造石墨。這種石墨的純度一般要求在 99.9%以上，以減少雜質(zhì)對(duì)光伏電池性能的影響。例如，一些常見(jiàn)的雜質(zhì)如金屬離子，可能會(huì)在光伏電池內(nèi)部形成復(fù)合中心，降低少數(shù)載流子壽命，從而影響電池的光電轉(zhuǎn)換效率。其密度也至關(guān)重要，較高的密度能使石墨在光伏組件中更好地傳導(dǎo)熱量和電流，一般光伏石墨的密度在 1.6 - 1.8g/cm³之間。
在生產(chǎn)工藝方面，光伏石墨的加工精度要求很高。它需要經(jīng)過(guò)多道復(fù)雜的工序，包括石墨化處理、石墨化度控制等。石墨化處理是將碳材料在高溫下轉(zhuǎn)化為石墨晶體結(jié)構(gòu)的過(guò)程，合適的石墨化溫度和時(shí)間能確保石墨的微觀(guān)結(jié)構(gòu)符合光伏應(yīng)用需求。一般來(lái)說(shuō)，石墨化溫度在 2500 - 3000℃之間，這個(gè)溫度區(qū)間可以使碳原子有序排列，形成層狀的石墨晶體結(jié)構(gòu)，有利于電子的遷移和熱量的傳導(dǎo)。
光伏石墨在光伏電池中的應(yīng)用位置也有講究。在晶體硅光伏電池中，它常被用作背場(chǎng)材料。背場(chǎng)的主要作用是反射光生載流子，減少載流子在電池背面的復(fù)合。當(dāng)太陽(yáng)光照射到光伏電池表面時(shí)，產(chǎn)生的光生載流子在電池內(nèi)部電場(chǎng)的作用下向兩極移動(dòng)，而背場(chǎng)能將到達(dá)電池背面的部分載流子反射回電池內(nèi)部，使其繼續(xù)參與光電轉(zhuǎn)換過(guò)程，從而提高電池的短路電流和開(kāi)路電壓，進(jìn)而提升電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
在使用過(guò)程中，光伏石墨與電池其他材料的匹配性也不容忽視。它需要與電池的電極材料、封裝材料等良好兼容。例如，與電極材料之間的接觸電阻要小，以確保光生電流能夠順利地從電池傳輸?shù)酵怆娐?。若接觸電阻過(guò)大，會(huì)產(chǎn)生焦耳熱，導(dǎo)致局部溫度升高，不僅會(huì)降低電池的輸出功率，還可能因過(guò)熱損壞電池結(jié)構(gòu)。
此外，光伏石墨的安裝環(huán)境也有要求。由于它對(duì)濕度敏感，在潮濕的環(huán)境下，水分可能會(huì)滲入石墨內(nèi)部，改變其物理和化學(xué)性質(zhì)，影響其導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能。因此，在生產(chǎn)和安裝過(guò)程中，要保持環(huán)境的干燥，通常環(huán)境相對(duì)濕度應(yīng)控制在 40%以下。同時(shí)，要避免石墨受到機(jī)械應(yīng)力的作用，因?yàn)樵谕饬ψ饔孟?，石墨的?nèi)部結(jié)構(gòu)可能會(huì)遭到破壞，導(dǎo)致其性能下降?？傊夥恼_使用需要在原料、工藝、應(yīng)用位置、材料匹配和環(huán)境等多個(gè)細(xì)節(jié)方面嚴(yán)格把控，才能充分發(fā)揮其在光伏發(fā)電中的優(yōu)勢(shì)，提高光伏電池的性能和使用壽命，推動(dòng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的高效發(fā)展。
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