A 太阳能电池概述

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1、太阳能电池概述一背景介绍二太阳能电池发展历史三太阳能电池的应用四太阳能电池材料五单晶硅太阳能电池生产简易流程六太阳能电池的发展方向Energy&NanotechnologyConference,RiceIniversity,May3,2003人类未来50年面临的十大难题一背景介绍化石能源的大量使用导致了全球气候变化。政府间气候变化专门委员会(IPCC)的综合评估结果表明：近50年全球大部分增暖，非常可能(90%以上)是人类活动的结果，特别是源于化石燃料使用导致的人为温室气体排放。化石能源的开发利用造成环境污染。我国每年排入大气的污染物中，有约80%的烟尘、87%的SO2和67%的NOx来源于

2、煤的燃烧。这些污染物会形成硫酸烟雾、酸雨以及其它光化学烟雾等。化石能源行将枯竭带给人类巨大的挑战。按照2008年的开采速度计算，全球石油剩余探明储量可供开采42年，天然气和煤炭分别可供应60年和122年。2008年我国煤炭储采比约为41年，天然气和石油储采比分别约为32年和11年。必须加强替代能源包括核能、风能、太阳能、水能、地热和海洋能等的开发利用。2011-2012年我国能源科学发展战略报告全人类的挑战太阳能的优点：太阳能是人类可利用的最直接的清洁能源，它分布广阔，获取方便；不会污染环境，没有废水、废渣、废气的排放；可以就地开发利用，不存在运输问题。太阳表面释放的能量换算成电能的功率约为

3、3.8×1023KW左右，其中约22亿分之一到达地球，约1.2×1014KW(1.35KW/m2,太阳常数)，这相当于现在地球上消耗能量的约1万倍。根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是取自不尽，用之不竭的。太阳能的缺点：能源密度较低，并且具有间歇性，使其大规模使用的成本和技术难度均很高，目前太阳能所提供的能源占世界商业能源总量不足1%。太阳能利用的优点和缺点半导体太阳能电池：通过光电转换装置把太阳辐射能转换成电能是利用半导体器件的光伏效应原理进行光电转换的，因此又称太阳能光伏技术。太阳能电池太阳能电池：将太阳

4、能转化为电能的装置。几千年来人类无意识地利用太阳能来取暖和晾晒物品，直到19世纪末才出现了第一台太阳能热水器，而第一片太阳能电池的出现则是在1954年，其发展过程简列如下：1893年 法国科学家贝克勒尔发现“光生伏特效应”，即“光伏效应”。1930年  肖特基提出Cu2O势垒的“光伏效应”理论。同年，朗格首次提出用“光伏效应”制造“太阳电池”，使太阳能变成电能。1941年   奥尔在硅上发现光伏效应。1954年   恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室，首次制成了实用的单晶太阳能电池，效率为6%。同年，韦克尔首次发现了砷化镓有光伏效应，并在玻璃上沉积硫化镉薄膜，制成了第一块薄膜太阳能电池。二太阳能电

5、池发展历史太阳能电池的发展历史1958年   太阳能电池首次在空间应用，装备美国先锋1号卫星电源。1959年  第一个多晶硅太阳能电池问世，效率达5%。1975年  非晶硅太阳能电池问世。1980年单晶硅太阳能电池效率达20%，砷化镓电池达22.5%，多晶硅电池达14.5%，硫化镉电池达9.15%。1998年   单晶硅光伏电池效率达25%。荷兰政府提出“荷兰百万个太阳光伏屋顶计划”，到2020年完成。自50年代研制成第一块实用的硅太阳能电池、60年代太阳能电池进入空间应用、70年代进入了地面应用，太阳能光电技术已历经了半个世纪。发展到今天，世界太阳能电池组件的年产量达200MW以上。建筑

6、设施航天航空交通设施家电方面太阳能车通信方面领域三太阳能电池的应用太阳能电池的应用交通设施交通/铁路信号灯交通警示/标志灯高空障碍灯太阳能电池的应用通信方面光缆维护站小型通信机信号发射塔太阳能电池的应用建筑设施太阳能电池的应用太阳能电池的应用航空航天卫星供电电池航天飞机供电探测器电池太阳能电池的应用太阳能汽车太阳能电池的应用家电方面手提灯节能灯充电器全球太阳能电池市场太阳能电池转换效率太阳能电池转换效率：Pm为太阳能电池最大输出功率；AiPin为照射到电池的总辐射能影响转化效率的因素：1太阳光的反射，反射率降低转换效率增大；2半导体带隙，存在一个合适的能带间隙；3光生载流子寿命，载流子的停留

7、时间和半导体特性，以及掺杂特性、晶体缺陷以及杂质浓度等有关。世界科技报道[tech.icxo.com]消息：美国特拉华大学最新研制的超高效硅太阳能电池，在标准的陆地日光条件下，其太阳能转换效率达到创纪录的42.8%，比其他种类太阳能电池高出大约30%，是目前最好的硅太阳能电池的2倍。这项技术将在世界范围内改变电力的产生方式。太阳能电池发展的主要制约因素1太阳能电池造价高、电价贵：电池由1972年500$/W，