太阳能电池的研究进展综述

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1、太阳能电池的研究进展综述班级：11光电工程学号：姓名：指导老师：摘要：太阳能电池的利用可为人类社会提供可再生的清洁能源。本文主要阐述了太阳能电池的发展历程，太阳能电池的种类，太阳能电池的现状以及发展前景。关键词：太阳能电池；太阳能电池种类；研究进展；转换效率 。ResearchResultonSolarCellsandits Development Trends .Abstract:The application of solar cells can offer human society renewable clean energy．This article main

2、ly explains the development of solar cells,the types of solar battery,actual situation of solar battery and its prospect. Key Words: solar battery; types of solar battery; actual situation of solar battery  ;transition efficiency.引言：古语云：“唯江上之清风，与山间之明月，耳得之而为声，目遇之而成色，取之无尽，用之不竭。”太阳能亦是这样，因此受

3、到了人们的亲睐。在太阳能电池领域中，太阳能的光电利用是近些年来发展最快、最具活力的研究领域[1]．太阳能电池的研制和开发日益得到重视．制作太阳能电池主要是以半导体材料为基础．其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生的光电子转化反应。根据所用材料的不同，太阳能电池可分为：①硅太阳能电池；②以无机盐的多元化合物为材料的电池；③纳米晶太阳能电池等。无论以何种材料来制作电池，对太阳能电池材料一般的要求有：①半导体材料的禁带不能太宽；②要有较高的光电转换效率；③材料本身对环境不造成污染；④材料便于工业化生产且材料性能稳定。基于以上几个方面考虑，硅是最理想的太阳能电池材料[2]．这也

4、是太阳能电池以硅材料为主的主要原因. 在硅太阳能电池的成本中,约50%~60%的造价源于硅原料，若采用薄膜太阳能电池，在廉价衬底上沉积硅薄膜作为吸收层,40Lm厚的硅薄膜即可吸收80%太阳光， 与单晶硅和多晶硅太阳能电池中至250Lm厚的硅片相比，大幅度削减了硅原料的消耗， 成本降低，因此硅薄膜太阳能电池成为硅太阳能电池研究的热点。相对于硅太阳能电池,CIS/ CIGS、GaAs和CdTe 薄膜太阳能电池以其低成本、高效率、高稳定性成为人们研究最多的化合物半导体太阳能电池，但由于其制作工艺重复性差，高效电池的成品率低等原因，限制了商业化进程。染料敏化太阳能电池(DSSC

5、)是20世纪90年代后发展的新一代太阳能电池，以其潜在的低成本、相对简单的制作工艺和技术等优势赢得了广泛重视，但在电极材料、染料敏化剂和电解质的选择与制备等还存在一系列问题, 制约了染料敏化太阳能电池转换效率和稳定性的进一步提高。可见，要想使太阳能电池广泛应用于生活、生产中，解决太阳能电池的低成本低效率是首要问题。1太阳能电池发展进程 1.1第一代太阳能电池：包括单晶硅太阳电池和多晶硅太阳电池。从单晶硅太阳能电池发明开始到现在，尽管硅材料有各种问题，但仍然是目前太阳能电池的主要材料，其比例约占整个太阳电池产量的90％以上。我国北京市太阳能研究所从20世纪90年代起开始进

6、行高效电池研究，采用倒金字塔表面织构化、发射区钝化、背场等技术，使单晶硅太阳能电池的效率达到了19.8％。 61.2第二代太阳能电池：第二代太阳电池是基于薄膜材料的太阳电池。薄膜技术所需的材料较晶体硅太阳电池少得多，且易于实现大规模生产。薄膜电池主要有非晶硅薄膜电池、多晶硅薄膜电池、碲化镉以及铜铟硒薄膜电池。我国南开大学于20世纪80年代末开始研究铜铟硒薄膜电池，目前在该研究领域处国内领先、国际先进地位。其制备的铜铟硒太阳电池的效率已经超过12％。铜铟硒薄膜太阳电池的试生产线亦已建成。我国在染料敏化纳米薄膜太阳电池的科学研究和产业化研究上都与世界研究水平相接近。在染料敏

7、化剂、纳米薄膜修饰和电池光电效率上都取得与世界相接近的科研水平，在该领域其有一定的影响。 1.3第三代太阳能电池：第三代太阳电池必须具有以下条件：薄膜化，转换效率高，原料丰富且无毒。目前第三代太阳电池还在进行概念和简单的试验研究。已经提出的第三代太阳电池主要有叠层太阳电池、多带隙太阳电等。虽然太阳能电池材料的研究已到了第三个阶段，但是在工艺技术的成熟程度和制造成本上，都不能和常规的硅太阳能电池相提并论。硅太阳能电池的制造成本经过几十年的努力终于有了大幅度的降低，但是与常规能源相比，仍然比较昂贵，这又限制了它的进一步大规模应用。鉴于此点，开