最新太阳电池的发展趋势剖析课件ppt.ppt

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1、太阳电池的发展趋势剖析提纲引言晶硅电池的技术发展3.薄膜太阳电池4.新概念电池太阳电池的发展趋势（结语）21、引言1．1太阳电池的基本原理及分类1）太阳电池基本原理◆典型的太阳电池是一个半导体p-n结二极管。◆太阳电池在太阳光照射时产生光电压的现象称为光伏效应。◆太阳能光伏发电是利用太阳电池的光伏效应（photovoltaieffect）原理把太阳辐射能直接转变为电能的发电方式。◆p-n结的形成过程◆光生载流子－电子／空穴对的产生◆“光生电压”及“光生电流”的产生3e-usablephoto-volt

2、age(qV)Energye-n-typep-type1e--h+pair/photonShockly-Queisserlimitηmax=32%heatloss(50%loss)heatlosshνConventionalPVCellSOLARELECTRICITY7Powerout(W)x100%Solarcellefficiency(%)=———————————Area(m2)x1000W/m2在阳光照射下太阳电池输出电能8１．2太阳电池的发展简史◆1839年-法国Becquerel报道在光照电

3、极插入电解质的系统中产生光伏效应－光电化学系统中；◆1876年英国W.G.Adams和R.E.Day发现晶体半导体硒在光照下能产生电流；◆1884年，美国人CharlesFritts制造成功第一个1％硒电池；◆1954年贝尔实验室G.Pearson和D.Charpin研制成功6％的第一个有实用价值的单晶硅太阳电池。纽约时报当时把这一突破性的成果称为“最终导致使无限阳光为人类文明服务的一个新时代的开始”－划时代的里程碑－现代太阳电池的先驱。91954年美国贝尔实验室10◆然而，在贝尔实验室宣布第一个太阳

4、电池诞生后的最初几年里，超纯硅材料尚未实现商业化生产，电池每瓦约300美元/瓦的高价格使它被搁置在市场之外。发明人因缺材料而惊叹道：“能为我们的新生婴儿做些什么呢？”◆由于昂贵的材料，太阳电池开始只考虑空间应用。1958年硅太阳电池第一次在空间应用（美国先锋者I号）；11◆60年代初，超纯硅材料西门子法开始实现产业化，为太阳电池的大量应用奠定了材料基础；此时空间电池的设计趋于稳定、效率大幅度提高，并在空间得到普遍应用；◆70年代初在地面得到应用，70年代末地面用太阳电池的生产量已经大大超过空间电池。◆

5、此后在地面和空间应用双重推动下，效率得到进一步大幅度提高，直到单晶硅电池效率达到25％（24.7%）。◆与此同时多晶硅电池、化合物电池、各种薄膜电池等相继产生并得到发展。12◆1998年多晶硅电池市场份额开始超过单晶硅电池，成为光伏市场的主导电池。◆目前光伏发电技术已经成熟，成为世界最优先发展的可再生能源技术之一。13（我国)◆1959年第一个有实用价值的太阳电池诞生（没有文献记载）；◆1971年3月太阳电池首次应用于我国第二颗人造卫星—实践1号上；◆1973年太阳电池首次应用于浮标灯上；◆1979年

6、开始用半导体工业废次单晶、半导体器件工艺生产单晶硅电池；◆1980“年代中后期引进国外关键设备或成套生产线，我国太阳电池制造产业初步形成。141．3太阳电池分类1）技术成熟程度：①晶硅电池：单晶硅，多晶硅，带硅，球形电池等；(第一代电池－实验室)②薄膜电池：a-Si，a-Si/c-Si,poly-Si,CIGS，CdTe，GaAs，等；（第二代电池－实验室）③其他：Grātzel（光电化学电池），有机电池。④新型概念电池：多结(带隙递变)电池，中间带（杂质带）电池，量子点电池，上转换器（低能光子合

7、并成高能光子）电池，下转换器（高能光子分解成低能光子）热载流子电池等。(第三代电池－实验室)15电池光电化学电池其他新概念电池（第三代电池？）染料敏化电池（如有机电池等）多结电池（太阳光谱多级利用）光子的分离（下转换）和合并（上转换）中间带或杂质带电池％115～632～3结概念证明阶段电池晶硅电池薄膜电池（第二代电池？）太阳级硅硅基化合物Wafer(切片)Ribbon(带硅)多晶a-Si，c-SiPECVD多晶基RTCVD等CdTeCIGSGaAs迭层单晶多晶％%24.716-2020.313-16

8、1713-1613－158-10>1516.5～1019.510-12～3925-28产业化产业化部分产业化实验室产业化产业化聚光示范16NRELQDCell3%各种太阳电池效率记录的发展，其中蓝色为晶硅电池172.晶硅电池的技术发展2.1晶硅电池的重要技术及发展2.2向高效化方向发展2.3向薄片化方向发展2.4晶硅聚光电池2.5几种新型晶硅电池182.1晶硅电池的重要技术及发展自上世纪60年代以来，在晶硅电池的发展过程中解决了许多关键科学和技术问题，使