文档介绍：太阳能电池种类、发展历史及发展现状
摘要:太阳是一个巨大的能源,×10M焦耳的能量,有22亿分之一投射到地球上。太阳光被大气层反射、吸收之后,还有70%透射到地面。尽管如此,×10^18kW·h。由于不可再生能源的减少和环境污染的双重压力,使得光伏产业迅猛发展;太阳电池的发展也日新月异。本文综述了太阳能电池的种类,发展历程以及发展现状。
关键词:发展进程、单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、微晶硅太阳能电池、非晶硅薄膜太阳能电池、染料敏化层叠太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、纳米晶化学太阳能电池、现状
引言:太阳能可以说是“取之不尽,用之不竭”的能源,与传统矿物燃料相比,太阳能具有清洁和可再生等独特优点。将太阳能转换为电能是大规模利用太阳能的重要技术基础,其转换途径有很多,有光热电间接转换和光电直接转换,前者主要有太能能热水器等,后者主要指太阳能电池。
太阳能电池发展进程第一代太阳能电池:包括单晶硅太阳电池和多晶硅太阳电池。从单晶硅太阳能电池发明开始到现在,尽管硅材料有各种问题,但仍然是目前太阳能电池的主要材料,其比例约占整个太阳电池产量的90%以上。我国北京市太阳能研究所从20世纪90年代起开始进行高效电池研究,采用倒金字塔表面织构化、发射区钝化、背场等技术,%。第二代太阳能电池:第二代太阳电池是基于薄膜材料的太阳电池。薄膜技术所需的材料较晶体硅太阳电池少得多,且易于实现大规模生产。薄膜电池主要有非晶硅薄膜电池、多晶硅薄膜电池、碲化镉以及铜铟硒薄膜电池。我国南开大学于20世纪80年代末开始研究铜铟硒薄膜电池,目前在该研究领域处国内领先、国际先进地位。其制备的铜铟硒太阳电池的效率已经超过12%。铜铟硒薄膜太阳电池的试生产线亦已建成。我国在染料敏化纳米薄膜太阳电池的科学研究和产业化研究上都与世界研究水平相接近。在染料敏化剂、纳米薄膜修饰和电池光电效率上都取得与世界相接近的科研水平,在该领域其有一定的影响。第三代太阳能电池:第三代太阳电池必须具有以下条件:薄膜化,转换效率高,原料丰富且无毒。目前第三代太阳电池还在进行概念和简单的试验研究。已经提出的第三代太阳电池主要有叠层太阳电池、多带隙太阳电等。虽然太阳能电池材料的研究已到了第三个阶段,但是在工艺技术的成熟程度和制造成本上,都不能和常规的硅太阳能电池相提并论。硅太阳能电池的制造成本经过几十年的努力终于有了大幅度的降低,但是与常规能源相比,仍然比较昂贵,这又限制了它的进一步大规模应用。鉴于此点,开发低成本,高效率的太阳能电池材料仍然有很长的路要走[3]。
1、单晶硅太阳能电池
单晶硅太阳能电池是以高纯的单晶硅棒为原料的太阳能电池,是当前开发得最快的一种太阳能电池。它的构造和生产工艺已定型,产品已广泛用于空间和地面。
为了降低生产成本,地面应用的太阳能电池等采用太阳能级的单晶硅棒,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。。硅片经过抛磨、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