太阳能光伏电池综述

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1、信息记录材料2007年第8卷第2期综述太阳能光伏电池综述成志秀,王晓丽(中国乐凯胶片集团公司,保定071054)摘要:近几年来,由于能源减少和环境污染的双重压力,使得光伏产业迅猛发展。详细叙述了薄膜光伏电池的发展历程、种类和光伏电池的制备工艺,以及薄膜光伏电池产业发展的瓶颈问题,并对光伏产业进行了展望。关键词:太阳能;光伏效应;光伏电池;薄膜中图分类号:TK02文献标识码:A文章编号:1009-5624-(2007)02-0041-071前言释放包括二氧化碳在内的任何气体,是对环境无污染的可再生能源。

2、这对改善生态环境、缓解温室气人类在21世纪面对的最大困难是什么?答案是体的有害作用具有重大意义。因此太阳能电池有望不可再生能源的日渐减少和环境污染的日益严重。成为21世纪的重要新能源。目前一些发达国家采用如何解决这一对难题成为困扰世界经济发展的首要太阳能电池发出的电并入电网的措施,既能部分平任务。各种可再生能源的优越性日渐突出。于是,衡高峰用电,又可省去储电的费用。太阳能发电系人们将目光纷纷投向了太阳。统一般没有发电机具有的转动部件,所以也不会产太阳时时刻刻都在向地球发送着能量,并且这生噪音,不容易损

3、坏。太阳能发电装置规模可大可种能量是取之不尽,用之不竭的。如果仅仅将太阳小,小的可以是数瓦或数十瓦,如便携式太阳能手发射到地球的总辐射功率换算成电功率,可以高达电筒和太阳能手机充电器,大的可以是数兆瓦或数121.77×10千瓦,比目前全世界平均消费电力还要大十兆瓦,例如大型发电站等。数亿倍。太阳能不但数量巨大,而且源于太阳的各2光伏电池简介种绿色能源,如:风能、潮汐能、生物质能、水力能都属于可再生能源,只要有太阳的存在,能源就作为太阳能电池工作基本原理的光伏效应(Pho2像阳光一样源源不断。太阳能的利

4、用有很多种,可tovoltaicEffect缩写PV)是1839年被发现的。由太阳以利用光的热效应,将太阳辐射转化成热能;也可光的光量子与材料相互作用而产生电势,从而把光的以利用光的伏特效应,将太阳辐射直接转换成电能能量转换成电能,此种进行能量转化的光电元件称为等。在太阳能的有效利用中,太阳能的光电利用成太阳电池(SolarCell),也可称之为光伏电池。1954为近些年发展最快、最具活力的研究领域。太阳能年Bell实验室研发出第一个太阳能电池,不过由于效电池的研究发展也日益迅速起来。率太低,造价太高

5、,缺乏商业价值。随着航天技术的太阳能电池是利用太阳光和材料相互作用直接发展,使太阳能电池的作用不可替代,太阳能电池成产生电能,不需要消耗燃料和水等物质,使用中不为太空飞行器中不可取代的重要部分。1958年3月发射的美国Vanguard1号上首次装设了太阳能电池。收稿日期:2006-10-181958年5月苏联发射的第3颗人造卫星上也开始装设作者简介:成志秀(1977-),女,工程师,主要从事膜太阳能电池。到1969年美国人登陆月球,这使得太阳林科方面的研究。41REVIEWInformationRec

6、ordingMateials2007Vol.8No.2能电池的发展达到了第1个巅峰期。此后,几乎所有其最大的特点是在降低成本方面有很大的优势,便发射的人造天体上都装设太阳能电池。20世纪70年于大面积连续生产等优点。其应用市场,一是弱光代初期,由于中东战争,石油禁运,使得工业国家的电池市场,二是功率型应用市场。下图是一般太阳能组件结构:石油供应中断,出现了“能源危机”,人们开始认识到不能长期依靠传统能源。特别是近年来地面能源面临的矿物燃料资源的减少与环境污染的问题,于是太阳能电池的应用已被提上了各国政

7、府的议事日程。1990年以后,太阳能的发展开始与民用电相结合,“grid2connectedphotovoltaicsystem”(与市电并联型太图1一般太阳能组件结构阳能电池发电系统)开始推广,太阳能电池不断有新Fig1Thestructureofnormalsolarenergy的结构与制造技术被研发出来。据文献资料报导,目前太阳能电池的光电转换至今太阳能电池已经发展到了第2代。第1代率:单晶硅为24.7%;多晶硅为19.8%;非晶硅为太阳能电池包括单晶硅和多晶硅2种,工业化产品14.5%;GaA

8、s为25.7%;CIGS为18.8%;多接面串效率一般为13%～15%,目前可工业化生产、可叠型(InGaP/GaAs//InGaAs,multijunctiontandem获得利润的太阳能电池就是指第1代电池。但是由cell)33.3%。于生产工艺等因素使得该类型的电池生产成本较近年来,光伏电池产业发展迅速。据2004年数高。第2代太阳能电池是薄膜太阳能电池,其成本据分析,各种太阳能电池中硅基太阳能电池占总产量低于第1代,可大幅度增加电池板制造面积,但