发展新一代薄膜太阳能电池先进技术和产业化

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1、发展新一代先进技术薄膜太阳能光电池产业的综合分析及产业化马昕Dr.XinMa行者集团创始人首席科学家中科院博士、清华大学博士后，2008科技奥运委员奥运安保顾问2012伦敦奥运顾问北京市市政府顾问中国科学技术协会第七次全国代表大会代表国家标准委会委员,国家发改委欧洲货币基金组织2008新能源论坛光伏论坛主席,2008年中国科博会新能源主题报告人国家专利局北京市专利局太阳能专利申请冠军获资助第一名中国国家安全论坛CNSF大会报告人（综合安全，能源安全）中国人民解放军军事统筹学会科技委委员北京青联委员科协委员我作为中国科协七大全国代

2、表，见证了七大上胡主席,温总理非常重视新能源的情形.七大代表中有不少人是在毛主席周总理带领下制定国家一五规划的专家科学家，“一五”规划出了两弹一星，保证了中国37年和平稳定发展.新的一代领导人的治国思路是建设创新型国家，尤其重视以太阳能为代表的新能源，更重视中国对新能源核心技术的掌握和太阳能电池板的规模化生产。这将实现国家领导和国家发改委提出的中国成为世界最大能源输出国的伟大理想和目标。作为2008年国家发改委和欧洲货币基金组织世界新能源大会光伏论坛主席，我和与会的其他新能源分论坛有过深入交流，风能不稳定，生物质能原料不足等难以

3、大规模推广。先进市可以在全国首先树立集中发展非晶硅薄膜电池产业，作为正在兴起的第二波太阳能光电池的产业化浪潮代表，低能耗，低成本，完全绿色生产，这也是先进工业可以率先超越江苏等省金融危机下陷入颓势的多晶硅高能耗高污染产业的机遇。措施是建立市政府支持，企业为主的产学研相结合研究中心、装备制造和大批量生产。以行者集团SinoSolar等为代表的掌握核心装备制造和工艺技术的企业在第一轮光伏浪潮多晶硅投资1000亿元的指标型多个大省迅速取代多晶硅，成为拉动内需的骨干项目。太阳光辐射是地球上光和热的主要源泉。太阳辐射的能量来源于太阳核心的

4、热核聚变，4个氢原子聚变成1个氦原子。对于“质子－质子”循环核聚变，反应过程的质量亏损∆m＝4mH－mHe，按照爱因斯坦质能关系∆E=∆mC2(C为光速)计算，相当于25MeV的能量。在太阳核心，每秒大约有700亿吨氢聚变成氦，其质量亏损分数约为0.7％，每秒释放的能量大约相当于3.9×1026焦耳，主要以γ射线的形式放出。经过对流、辐射和吸收、再发射等复杂而漫长的（以百万年计）能量传递过程，这一能量到达太阳表面，维持太阳表面光球温度约为5758K。太阳从诞生至今大约已经过了46亿年，估计太阳寿命至少还有50亿年。所以，太阳光辐

5、射，对于现今人类社会活动而言，实际上是无穷无尽的薄膜太阳能电池是爱因斯坦光电效应的原理由光子直接和电子交换能量，电子能级跳跃，通过薄膜材料的结构，产生光电压光电流，能量转化效率目前已经可达到63%；而且没有任何热和污染。光电转化中光是广义的，可见光，红外光，激光甚至核射线都可以通过光电池特别是薄膜光电池发电，比如行者的专利技术”稳定的B伏长寿命核电池”就是15年以上不用充电不用阳光能稳定发电的电池。来自量子电子学理论的核能—光子—电子能量转换的效率是化学燃烧所不能比的。煤和石油都来自太阳能，是不可再生化石能源，传统煤电是化学燃烧

6、温度升高电子运动速度加快，金属锅炉电子和水分子电子交换能量带动水蒸汽升温推动汽轮机发电，这个过程能量转化率不足1%，而且产生没用的热量和污染排放；光电产业和薄膜太阳电池物理基础。信息的载体一般是指光子、电子和声子，声子运动速度很慢，主要考虑光子和电子。光伏太阳电池作为光电能量转换器件，主要研究光子和电子之间的相互作用，以及如何抑制声子（主要能量损失途径）对过程的参予电子和光子在器件中的运动一般是在很薄的一层有源区内，材料中真正有用的部分是在表面上，这就为制造薄膜器件提供了物理基础由于光子在晶体硅内需要100um以上才能充分吸收，

7、而以非晶体硅为代表的薄膜在500nm-1um以内就可以吸收光子，材料消耗仅为1%，具有根本的成本优势，低生产能耗、低排放、低污染。美国薄膜太阳电池从2006年起占优势，2008三大家公司合并超200MW超过其他信息的载体能量的载体光伏太阳电池光子电子声子微电子和光电子科学分类：两类（外延和非单晶）薄膜电池技术薄膜电池并不仅是非晶硅薄膜电池，科研规划必须有广阔的视野才能保证长久发展晶体衬底上外延生长单晶薄膜：有序度更高，完整性更好，迁移率高，少子寿命长，光谱尖锐。晶体衬底上外延生长单晶薄膜.应用举例:高密度、高速度光电子器件和微电

8、子器件;高效III-V族三结叠层太阳电池（40.7%）;低阻Si衬底外延薄膜太阳电池（15%）;;理提纯Si衬底外延薄膜太阳电池;介质衬底上淀积的非单晶薄膜大面积薄膜材料，一般是在低温下沉积在廉价的异质衬底上的，如玻璃、不锈钢带、塑料薄膜等都是常用的薄膜电池衬底