文档介绍：太阳电池的发展现状与前景展望
沈辉
中山大学太阳能系统研究所
电力电子及控制技术研究所
shenhui1956@
主要内容
太阳电池的发展历史
太阳电池的基本理论
晶体硅太阳电池的制备工艺
薄膜太阳电池的技术发展
2008年世界光伏产业发展回顾
欧洲主要国家的光伏并网价格
光伏与建筑结合的发展现状与趋势
太阳电池发展未来
结论与展望
太阳电池的发展历史
1839年法国实验物理学家亚利山大·柏克勒尔(Alexander E. Becquerel 1820-1891)首次在稀释的酸液体中发现光伏效应,即观察到插在电解液中两电极间的电压随光照强度变化的现象。
(Alexander E. Becquerel 是Henri A. Becquerel (1852-1908)的祖父。Henri A. Becquerel由于发现放射性于 1903年与居里夫妇一起共同获得诺贝尔物理奖,他的名字被用作放射性的单位)
1877 (Se) 的光伏效应;
1883 美国发明家Charles Fritts 描述了第一片硒太阳电池的原理;
1889?弗里兹(Charles Fritts) 发明半导体硒太阳电池, 光电转换效率仅为1%, 主要用于光电探测等;
1905 德国物理学家爱因斯坦(Albert Einstein)发表关于光电效应的论文;
1918 波兰科学家Czochralski发展生长单晶硅的提拉法工艺;
1921 德国物理学家爱因斯坦由于1904年提出的解释光电效应的理论获得诺贝尔(Nobel)物理奖;
太阳电池的发展历史
1930 B. Lang 研究氧化亚铜/铜(Cu/Cu2O) 太阳电池,发表“新型光伏电池”论文;
发表“新型氧化亚铜(Cu2O) 光电池”论文;
1932 Audobert 和Stora发现硫化镉(CdS) 的光伏现象;
1933 . Grondahl 发表“铜-氧化亚铜(Cu-Cu2O) 整流器和光电池”论文;
1949年W. Shockley, J. Bardeen, W. H. Brattain 发明晶体管,给出了p-n结物理解释, 从此,半导体器件时代开始;
1951 生长p-n 结,实现制备单晶锗电池;
1953 Wayne 州立大学Dan Trivich 博士完成基于太阳光谱的具有不同带隙宽度的各类材料光电转换效率的第一个理论计算;
1954 (CdS)的光伏现象;(RCA:Radio Corporation of America, 美国无线电公司);
太阳电池的发展历史
1954年美国贝尔(Bell ) 实验室研究人员D. M. Chapin,C. S. Fuller 和G. L. %效率的第一个实用的单晶硅p-n结太阳电池的发现,几个月后效率达到6%,几年后达到10%;
1954年雷诺慈发现CdS具有光伏效应, 1960年采用蒸镀法制得CdS太阳电池, %, 1964年美国将效率提高4-6%, 欧洲提高到9%;
1955 西部电工(Western Electric) 开始出售硅光伏技术商业专利;
在亚利桑那大学召开国际太阳能会议,Hoffman电子推出效率为2%的商业太阳电池产品,电池为14毫瓦/片,25美元/片,相当于1785 USD/W;
1956 , 发表“锗和硅p-n结电子电流效应”的文章;
1957 Hoffman电子的单晶硅电池效率达到8%;,“太阳能转换器件”专利权;
太阳电池的发展历史
1958 美国信号部队的T. Mandelkorn制成n /p型单晶硅光伏电池,这种电池抗辐射能力强,这对太空电池很重要;Hoffman电子的单晶硅电池效率达到9%;第一个光伏电池供电的卫星先锋1号发射,光伏电池100平方厘米, W,为一备用的5毫瓦的话筒供电;
1958年开始, 单晶硅太阳电池在人造卫星\宇宙飞船\航天飞机等空间飞行器作为供电电源的应用, 推动了太阳电池的发展, 形成小型产业规模, 单晶硅太阳电池市场价格1W-100 USD;
1959 Hoffman电子实现可商业化单晶硅电池效率达到10%,并通过用网栅电极来显著减少光伏电池串联电阻;卫星探险家6号发射,共用9600片电池列阵,每片2平方厘米,共约20W;
1960 Hoffman电子实现单晶硅电池效率达到14%;
1962 第一个商业通讯卫星Telstar发射,所用的太阳电池功率14 W;
1963 Sharp公司