国内光伏产业发展发展现状分析报告

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1、关于光伏产业发展情况的调研报告一、光伏技术的发展现状分析1、光伏的定义及其工作原理光伏发电是利用半导体材料光伏效应直接将太阳能转换为电能的一种发电形式。早在1839年，法国科学家贝克勒尔就发现光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为“光生伏打效应(PhotovoltaicEffect)”，简称“光伏效应”。1954年,第一个实用单晶硅光伏电池(‰rceU)在美国贝尔实验室研制成功，从此诞生了太阳能转换为电能的实用光伏发电技术。1959年，第一个光电转换效率为5%的多晶硅太阳能电池问世；1960年，硅太阳

2、能电池发电首次并入常规电网；1975年，美国科学家制作出非晶硅太阳能电池；上世纪80年代初，太阳能电池开始规模化生产。上世纪90年代以来，在能源危机和全球气候变暖的压力下，随着各国对太阳能电池研究的不断重视，科研和产业投入不断增加，取得了一系列的科研成果，太阳能电池效率的纪录不断被刷新，奠定了规模化工业生产的技术基础。全球的太阳能光伏产业就此以一个朝阳产业的面貌高速成长。太阳能光伏技术利用半导体器件的光伏效应原理，是近年来发展最快、最有活力的可再生能源利用技术。其基本原理如下图所示，半导体材料组成的PN结两侧因多数载流子(N

3、区中的电子和P区中的空穴)向对方的扩散而形成宽度很窄的空间电荷区w，建立自建电场Ei。它对两边多数载流子是势垒，阻挡其继续向对方扩散，但它对两边的少数载流子(N区中的空穴和P区中的电子)却有牵引作用，能把它们迅速拉到对方区域。稳定平衡时，少数载流子极少，难以构成电流和输出电能，但是，当太阳光照射到PN结时，如图所示，以光子的形式与组成PN结的原子价电子碰撞，产生大量处于非平衡状态的电子一空穴对，其中的光生非平衡少数载流子在内建电场Ei的作用下，将P区中的非平衡电子驱向N区。N区中的非平衡空穴驱向P区，从而使得N区有过剩的电子

4、，P区有过剩的空穴。这样在PN结附近就形成与内建电场方向相反的光生电场Eph。光生电场除一部分抵消内建电场外，还使P型层带正电，N型层带负电，在N区和P区之间的薄层产生光生电动势，18当接通外部电路时，就会产生电流，输出电能。当把众多这样小的太阳能光伏电池单元通过串并联的方式组合在一起构成光伏阵列，就会在太阳能作用下输出足够大的电能。目前全球主要国家都把发展光伏发电作为利用太阳能的主要形式。随着太阳能电池成本的降低和转换效率的提高，它作为太阳能利用的主要形式的趋势将越来越明显。2、产业的核心技术研究光伏电池是太阳能光伏发电系

5、统中基本核心部件，它的大规模应用需要解决两大难题：一是提高光电转换效率；二是降低生产成本。以硅片为基础的第一代光伏电池，其技术虽已经发展成熟，但成本一直高居不下。基于薄膜技术的第二代光伏电池中，很薄的光电材料被铺在非硅材料的衬底上，大大减少了半导体材料的消耗，且易于批量自动化生产，从而大大降低光伏电池的成本。国际上已经开发出电池效率在15％以上、组件效率10％以上和系统效率8％以上、使用寿命超过15年的薄膜电池工业化生产技术。继晶体硅和薄膜电池之后，一些新概念、新结构的电池，通过减少非光能耗，增加光子有效利用以及减少光伏电池

6、内阻，使得光伏转换效率的上限有望获得新的提升。目前许多研究人员把目光投向了以先进薄膜制造技术为基础的，理论极限光电转换效率最高可达93％的第三代太阳能电池，主要有量子点、多层多结、染料敏化太阳能电池、有机聚合物万方电池、纳米结构电池等，这些新型太阳能电池目前正围绕提高光电转换光电效率和降低生产成本两大目标展开研发。3、太阳能电池的主要形式及其生产技术最早问世的太阳电池是单晶硅太阳电池。硅是地球上极丰富的一种元素，几乎遍地都有硅的存在，可说是取之不尽。用硅来制造太阳电池，原料可谓不缺。但是提炼它却不容易，所以在生产单晶硅太阳电

7、池的同时，又研究了多晶硅太阳电池和非晶硅太阳电池，至今商业规模生产的太阳电池，还没有跳出硅的系列。以下为几种较常见的太阳能电池。18（1）单晶硅太阳能电池单晶硅太阳电池是当前开发得最快的一种太阳电池，它的结构和生产工艺已定型，产品已广泛用于空间和地面。这种太阳能电池以高纯的单晶硅棒为原料，纯度要求99.999％。为了降低生产成本，现在地面应用的太阳能电池采用的单晶硅棒，材料性能指标有所放宽，有的也可使用半导体器件加工的头尾料和废次单晶硅材料，经过复拉制成太阳能电池专用的单晶硅棒。将单晶硅棒切成片，一般片厚约0.3毫米。硅片经

8、过形、抛磨、清洗等工序，制成待加工的原料硅片。加工太阳能电池片，首先要在硅片上掺杂和扩散，一般掺杂物为微量的硼、磷、锑等，扩散是在石英管制成的高温扩散炉中进行，这样就硅片上形成P/FONT>N结；然后采用丝网印刷法，精配好的银浆印在硅片上做成栅线，经过烧结，同时制成背电极，并在有栅线的面涂