本文由江枫14贡献

ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。

太阳能电池

报告人郑江

主要内容

太阳能电池的发展历史太阳能电池市场状况及趋势太阳能电池定义和分类太阳能电池的结构及工作原理太阳能电池的应用

世界太阳能电池发展的主要节点

1954 美国贝尔实验室发明单晶硅太阳能电池，效率为％美国贝尔实验室发明单晶硅太阳能电池，效率为6％ 1955 第一个光伏航标灯问世，美国第一个光伏航标灯问世，美国RCA 发明光伏航标灯问世发明Ga As太阳能电池发明太阳能电池 1958 太阳能电池首次装备于美国先锋号卫星，转换效率为％。太阳能电池首次装备于美国先锋1号卫星转换效率为8％。号卫星， 1959 第一个单晶硅太阳能电池问世。第一个单晶硅太阳能电池问世。1960 太阳能电池首次实现并网运行。太阳能电池首次实现并网运行。并网运行 1974 突破反射绒面技术，硅太阳能电池效率达到％。突破反射绒面技术，硅太阳能电池效率达到18％。 1975 非晶硅及带硅太阳能电池问世 1978 美国建成美国建成100KW光伏电站光伏电站 1980 单晶硅太阳能电池效率达到％多晶硅为单晶硅太阳能电池效率达到20％多晶硅为14.5％，％，Ga As为22.5％％，为％ 1986 美国建成美国建成6.5KW光伏电站光伏电站 1990 德国提出“2000光伏屋顶计划”德国提出“光伏屋顶计划”光伏屋顶计划1995 高效聚光高效聚光Ga As太阳能电池问世，效率达％。太阳能电池问世，太阳能电池问世效率达32％。 1997 美国提出“克林顿总统百万太阳能屋顶计划，日本提出“新阳光计美国提出“克林顿总统百万太阳能屋顶计划，日本提出“划” 1998 单晶硅太阳能电池效率达到单晶硅太阳能电池效率达到24.7％，荷兰提出“百万光伏屋顶计划”％，荷兰提出％，荷兰提出“百万光伏屋顶计划” 2000 世界太阳能电池总产量达世界太阳能电池总产量达287MW，欧洲计划年生产60亿瓦光伏，欧洲计划2010年生产亿瓦光伏年生产电池

2.太阳能电池市场状况及趋势太阳能电池市场状况及趋势

1998年以前，单晶硅电池占世界光伏生产的主导地年以前，年以前位其次是多晶硅电池。年开始，位其次是多晶硅电池。从1998年开始，多晶硅电池年开始开始超过单晶硅跃居第一。非晶硅从20世纪世纪80年代开始超过单晶硅跃居第一。非晶硅从世纪年代初开始商业化生产，但由于效率低和光衰减问题，初开始商业化生产，但由于效率低和光衰减问题，市场份额增加不快。电池从20世纪市场份额增加不快。CdTe电池从世纪年代中电池从世纪80年代中期开始商业化生产，市场份额增加缓慢，期开始商业化生产，市场份额增加缓慢，除技术因素外，人们对Cd的毒性的疑虑也是原因之一的毒性的疑虑也是原因之一。素外，人们对的毒性的疑虑也是原因之一。 CIS 电池的产业化进程比较缓慢，电池的产业化进程比较缓慢，原因是生产过程中化学剂量比难以控制，大面积均匀性和重复性较差。学剂量比难以控制，大面积均匀性和重复性较差

2001、2002年各种电池的市场份额和开始商业化时间. 2001、2002年各种电池的市场份额和开始商业化时间. 年各种电池的市场份额和开始商业化时间电池技术单晶硅多晶硅非晶硅 A-Si/c-Si(n) 带硅薄硅/陶瓷 CdTe CIS 市场份额 % 商业化时间 35.13－29.46 70‘初(地面应用) 47.33－54.44 70年代末 8.62－5.5 4.61－5.9 3.48－3.3 0.26－0.3 0.39－0.3 0.18－/ 80年代初 90年代末 80年代中 90年代中 80年代中 00年代初

2.2 技术发展趋势 2.2.1 硅基电池硅基电池:硅是地球上丰度第二大元素，资源丰富以石英砂硅是地球上丰度第二大元素，资源丰富(以石英砂形式存在)；形式存在；环境友好；环境友好；电池效率高，性能稳定；电池效率高，性能稳定；工艺基础成熟。工艺基础成熟。硅基电池是目前光伏界研究开发的重点、硅基电池是目前光伏界研究开发的重点、热点晶硅电池的产业化技术硅基薄膜电池研究开发方向：研究开发方向：晶硅电池: 晶硅电池提高电池/组件效率①提高电池组件效率高效钝化技术：高效钝化技术：TiO2，SiNx, H、SiO2, a-Si 。、高效陷光技术：减反射，表面织构化，背反射等，高效陷光技术：减反射，表面织构化，背反射等，选择性发射区(前，选择性发射区前)，背表面场(BSF)，背表面场，细栅或者单面技术，细栅或者单面技术，高效封装技术－最佳封装材料的折射率等。高效封装技术－最佳封装材料的折射率等。

②简化、改进工艺－自动化、环保、低成本；如硅片简化、改进工艺－自动化、环保、低成本；薄化及其工艺，薄化及其工艺，材料的国产化和提高性能；③材料的国产化和提高性能；硅基薄膜电池低温过程(PECVD) <300℃，非晶、微晶、微非迭①低温过程℃非晶、微晶、效率、层－效率、稳定性，柔性衬底多晶硅基薄膜电池，②低温过程 >900℃,多晶硅基薄膜电池，廉价衬底；℃多晶硅基薄膜电池廉价衬底；

2.2.2化合物电池 2.2.2化合物电池电池：提高效率，大面积重复性， CIGS 电池：提高效率，大面积重复性，S代Se CdTe电池提高效率，电池： CdTe电池：提高效率，大面积重复性 Gratzel电池高效染料，解质， Gratzel电池－高效染料，固体或准固态电解质，提高效率，提高效率，大面积重复性和给体以及材料，有机电池－高效电子受体和给体以及材料，提高效率

3.新型概念电池量子点、量子阱电池，新型概念电池： 3.新型概念电池：量子点、量子阱电池，中间带光伏电池，带隙递变迭层电池等，尚处在理论探索、光伏电池，带隙递变迭层电池等，尚处在理论探索、概念研究和验证阶段。概念研究和验证阶段

3.太阳能电池定义和分类太阳能电池定义和分类

太阳能电池，又称光伏器件，太阳能电池，又称光伏器件，是一种利用光生伏特效应把光能转变为电能的器件。生伏特效应把光能转变为电能的器件。它是太阳能光伏发电的基础和核心。太阳能光伏发电的基础和核心。

太阳能电池分类

同质结太阳电池

按结构分类

异质结太阳电池

肖特基太阳电池

无机化合物半导体太阳电池

硅太阳电池

塑料太阳电池

按材料分类

敏化纳米晶太阳电池有机化合物太阳电池

传统太阳电池按光电转换机理激子太阳电池

4.太阳能电池的结构及工作原理太阳能电池的结构及工作原理

太阳能电池的结构

太阳能电池发电原理

6.太阳能电池的应用 6.太阳能电池的应用

上世纪60年代，上世纪60年代，科学家们就已经将太阳电池应用于空间技 60年代——通信卫星供电上世纪末，通信卫星供电，术——通信卫星供电，上世纪末，在人类不断自我反省的过程中，程中，对于光伏发电这种如此清洁和直接的能源形式已愈加亲切，不仅在空间应用，在众多领域中也大显身手。亲切，不仅在空间应用，在众多领域中也大显身手。如：太阳能庭院灯、太阳能发电户用系统、村寨供电的系统、阳能庭院灯、太阳能发电户用系统、村寨供电的系统、光伏水泵（饮水或灌溉）、通信电源、）、通信电源光伏水泵（饮水或灌溉）、通信电源、石油输道阴极保光缆通信泵站电源、海水淡化系统、城镇中路标、护、光缆通信泵站电源、海水淡化系统、城镇中路标、高速公路路标等。公路路标等。欧美等先进国家将光伏发电并入城市用电系统及边远地区自然界村落供电系统纳入发展方向。及边远地区自然界村落供电系统纳入发展方向。太阳电池与建筑系统的结合已经形成产业化趋势

用户太阳能电源 1.小型电源10-100W不等用于边远无电地区如高原、小型电源10 不等， 1.小型电源10-100W不等，用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电，如照明、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电，如照明、电视、电视、收录机等

太阳能电源

太阳能逆变器

3-5KW家庭屋顶并网发电系统家庭屋顶并网发电系统； 2. 3-5KW家庭屋顶并网发电系统；

3.光伏水泵：解决无电地区的深水井饮用、 3.光伏水泵：解决无电地区的深水井饮用、灌溉光伏水泵

交通领域如航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、如航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、路灯、高空障碍灯、高速公路/铁路无线电话亭、路灯、高空障碍灯、高速公路/铁路无线电话亭、无人值守道班供电等。无人值守道班供电等。

光伏航标灯

通讯/ 通讯/通信领域太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/ 太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/ 通讯/寻呼电源系统；农村载波电话光伏系统、通讯/寻呼电源系统；农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵GPS供电等。 GPS供电等型通信机、士兵GPS供电等。

石油、海洋、石油、海洋、气象领域石道和水库闸门阴极保护太阳能电源系统、石道和水库闸门阴极保护太阳能电源系统、石油钻井平台生活及应急电源、海洋检测设备、油钻井平台生活及应急电源、海洋检测设备、气象 /水文观测设备等

风云三号气象卫星的太阳能电池

海洋气象监测标

家庭灯具电源如庭院灯、路灯、手提灯、野营灯、登山灯、垂钓灯、如庭院灯、路灯、手提灯、野营灯、登山灯、垂钓灯、黑光灯、割胶灯、节能灯等。黑光灯、割胶灯、节能灯等。

光伏电站 10KW-50MW光伏电站风光（光伏电站、互补电站、 10KW-50MW光伏电站、风光（柴）互补电站、各种大型停车厂充电站等。种大型停车厂充电站等。

并网发电系统及工作原理

1

1下载本文