太阳能光伏发电材料的发展现状概要

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中国太阳能光伏发电产业的现状与前景

中国太阳能光伏发电产业的现状与前景

中国太阳能光伏发电产业的现状与前景一、本文概述随着全球能源结构的转型和环保理念的深入人心,太阳能光伏发电作为一种清洁、可再生的能源形式,正逐渐受到世界各国的重视。

中国作为全球最大的能源消费国和光伏市场,其太阳能光伏发电产业的发展现状与前景对于全球能源转型和环境保护具有重大意义。

本文旨在全面梳理中国太阳能光伏发电产业的现状,包括产业链结构、技术进展、市场规模、政策环境等方面,同时结合国内外发展趋势,展望其未来发展前景,以期为相关政策制定和市场参与者提供有价值的参考。

二、中国太阳能光伏发电产业现状中国太阳能光伏发电产业在过去的十年中经历了飞速的发展,成为全球最大的太阳能光伏市场之一。

随着国家对可再生能源政策的不断倾斜,以及太阳能技术成本的降低,太阳能光伏发电在中国的应用日益广泛。

在产业规模上,中国的太阳能光伏制造企业数量众多,产业链完整,涵盖了从硅料、硅片、电池片、组件到光伏系统的全生产流程。

随着技术进步和规模效应的显现,中国光伏产品的质量和效率不断提高,成本持续下降,为全球市场提供了大量优质的光伏产品。

在应用市场方面,中国的太阳能光伏发电装机容量持续增长。

屋顶光伏、地面电站、分布式光伏等多种应用模式蓬勃发展,尤其是在偏远地区和贫困地区,光伏扶贫项目的实施有效带动了当地经济的发展。

随着储能技术的进步,光伏与储能的结合也为电力系统的稳定运行提供了新的解决方案。

在技术创新方面,中国的光伏行业在不断提高转换效率、降低衰减率、提升系统可靠性等方面取得了显著成果。

同时,光伏与其他可再生能源的互补利用,如光伏与风电、光伏与水电等,也在不断探索和优化中。

然而,中国太阳能光伏发电产业也面临着一些挑战。

一方面,光伏产业过度依赖政策补贴,市场自我发展能力有待提高;另一方面,光伏电站的运维管理、废弃光伏组件的回收利用等问题也日益凸显,需要行业共同努力解决。

总体而言,中国太阳能光伏发电产业在快速发展的也需要关注产业的可持续性和健康发展。

光伏发电行业发展现状及未来发展趋势

光伏发电行业发展现状及未来发展趋势

光伏发电行业发展现状及未来发展趋势光伏发电行业是利用太阳能将光能转化为电能的技术。

近年来,随着环境污染和能源危机的严重性日益加剧,光伏发电作为一种清洁、可再生能源,受到了全球各国的广泛关注和重视。

本文将介绍光伏发电行业的发展现状以及未来的发展趋势。

1.产能快速增长:光伏发电行业近年来产能迅速增长。

根据国际能源署的数据,全球光伏发电装机容量从2005年的2.5吉瓦(W)增长到2024年的76.6吉瓦(W),年均复合增长率超过30%。

2.技术进步持续推动:光伏发电技术不断创新,太阳能电池的效能不断提高,成本不断下降。

目前,多晶硅和单晶硅太阳能电池是主流,而薄膜太阳能电池、有机太阳能电池等新技术也在不断发展。

同时,光伏发电与能量存储、智能电网等技术的结合也呈现出更大的潜力。

3.国家政策倾斜:为促进光伏发电行业的发展,各国纷纷实施了相关政策。

例如,中国实施了太阳能补贴政策,推动了光伏发电行业的快速增长。

此外,一些工业发达国家也通过采购电力、补贴奖励等方式吸引光伏发电项目的投资。

1.晶体硅和薄膜太阳能技术的并存:晶体硅太阳能电池仍然是主导技术,但薄膜太阳能电池具有较高的光电转换效率和适应性,尤其在柔性太阳能电池领域具有潜力。

未来,晶体硅和薄膜太阳能技术将共同发展。

2.电池技术的创新:随着对更高效、更稳定、更耐用太阳能电池的需求,研发人员正在探索新型太阳能电池,如钙钛矿太阳能电池、有机无机混合材料太阳能电池等,这些新技术有望在未来取得突破。

3.光伏发电与能量存储的结合:光伏发电的波动性和间歇性是其面临的挑战之一,而能量存储技术的发展为解决这一问题提供了可能。

目前,电池储能和氢能储存技术是较为成熟的能量存储解决方案,未来光伏发电与能量存储的结合将更加紧密。

4.分布式光伏发电的发展:分布式光伏发电系统指的是将太阳能电池板安装在建筑物屋顶或其他合适场所,通过自发自用或向电网出售余电的方式发电。

随着技术成本的下降,分布式光伏发电系统将成为光伏发电的主流形式之一总之,光伏发电行业在持续技术创新和政策支持的推动下,发展迅猛。

光伏发电技术的发展历程和现状

光伏发电技术的发展历程和现状

光伏发电技术的发展历程和现状一、引言光伏发电,即利用太阳能转换为电能的技术,是当今世界新能源发展的重要方向之一。

随着能源危机的日益严重以及环保意识的提高,光伏发电技术得到了越来越广泛的关注与应用。

本文将介绍光伏发电技术的发展历程,并分析其现状。

二、发展历程1. 起源与发展:光伏发电技术的起源可以追溯到19世纪末,法国物理学家贝克勒尔发现硒晶体对光有导电效应,这便是光伏发电的最早原理。

20世纪50年代,美国贝尔实验室成功研制出硅太阳电池,标志着现代光伏产业的诞生。

2. 技术突破:进入21世纪,光伏发电技术取得了显著的进步。

多晶硅太阳电池、薄膜太阳电池、高效率太阳电池等新型产品相继出现,极大地提高了光伏发电的效率和稳定性。

三、现状1. 技术进步:目前,全球光伏发电技术的研究主要集中在提高光电转换效率、降低生产成本、开发新型材料等方面。

例如,钙钛矿太阳能电池因其低成本、高效率的特点,已成为研究热点。

2. 市场规模:随着技术的进步和政策的推动,全球光伏发电市场规模不断扩大。

据国际能源署预测,到2030年,全球光伏发电装机容量将达到1721GW,占全球电力供应的18%。

3. 中国地位:中国是全球最大的光伏发电市场,也是重要的技术研发和设备制造基地。

中国政府高度重视光伏发电的发展,提出了一系列鼓励和支持政策,推动了行业的快速发展。

四、挑战与展望尽管光伏发电技术取得了显著的进步,但仍面临一些挑战,如成本问题、储能问题、电网接入问题等。

未来,我们需要继续加大科研力度,优化产业链结构,提升产业竞争力,以实现光伏发电的规模化应用。

总结,光伏发电技术经历了从无到有,从小到大的发展历程,如今已经成为全球新能源发展的重要力量。

面对未来的挑战,我们应积极应对,努力推动光伏发电技术的进一步发展。

我国太阳能光伏发电发展现状

我国太阳能光伏发电发展现状

我国太阳能光伏发电发展现状太阳能光伏发电作为一种清洁、可再生能源,具有巨大的发展潜力,并逐渐成为我国能源结构转型的重要组成部分。

近年来,我国太阳能光伏发电的发展取得了长足的进展,成为全球最大的光伏发电国家。

首先,我国太阳能光伏发电发展的政策支持不断加强。

我国政府出台了一系列的扶持政策,包括太阳能光伏发电上网电价补贴政策、财税支持政策、投资和融资优惠政策等,为太阳能光伏发电行业提供了良好的政策环境,促进了行业快速发展。

其次,我国太阳能光伏发电产业链完善,技术水平不断提高。

我国的太阳能光伏发电从原材料生产到组件制造、系统建设,形成了相对完善的产业链。

尤其是在半导体硅材料、太阳能电池、组件制造技术等关键领域,我国企业具有世界领先水平。

同时,我国大力推动技术创新和研发,不断提高太阳能光伏发电技术的高效率、低成本和可靠性,推动了行业的快速发展。

再次,我国太阳能光伏发电装机规模不断扩大。

截至2024年底,我国太阳能光伏发电的累计装机容量已达到约机42万兆瓦,占全球太阳能光伏发电装机容量的约三分之一、其中,分布式太阳能光伏发电装机规模也在持续增长,逐渐形成了以民用建筑和工业厂房等为主的分布式发电市场。

此外,我国太阳能光伏发电的市场化程度不断提高。

太阳能光伏发电的发展逐渐由政府支持主导向市场机制推动转变,市场竞争也越来越激烈。

近年来,我国太阳能光伏发电项目的招标和竞争性磋商等市场化机制得到广泛应用,提高了资源配置的效率和透明度。

然而,我国太阳能光伏发电发展仍面临一些挑战。

首先,太阳能光伏发电的成本较高,需要大量的资金投入。

其次,太阳能光伏发电存在间歇性和波动性的问题,需要解决能量存储和调度的难题。

此外,太阳能光伏发电的规划配套缺失,导致部分项目建设和利用效益不理想。

为了进一步推动我国太阳能光伏发电的发展,可以从以下几个方面进行努力。

首先,加大政策支持力度,鼓励企业和个人参与太阳能光伏发电项目建设。

其次,加强科研创新,提高太阳能光伏发电技术水平和成本效益。

论太阳能行业的发展现状及未来发展趋势

论太阳能行业的发展现状及未来发展趋势

论太阳能行业的发展现状及未来发展趋势太阳能行业是当今世界上发展最快的新兴产业之一。

随着全球能源问题的日益突出和环境污染的加剧,太阳能作为一种清洁、可再生的能源,具有巨大的市场潜力。

本文将探讨太阳能行业的发展现状以及未来的发展趋势。

一、太阳能行业的发展现状1. 全球太阳能装机容量的增长:近年来,全球太阳能装机容量持续增长。

根据国际能源署的数据,2019年全球太阳能装机容量达到了584吉瓦,较2018年增长了12%。

这一增长主要得益于太阳能技术的不断进步和成本的不断降低。

2. 太阳能市场规模的扩大:随着太阳能行业的快速发展,太阳能市场规模不断扩大。

太阳能产品的应用范围越来越广泛,从传统的房顶光伏发电系统到光伏电池板的应用,以及太阳能热水器、太阳能灯等产品的普及,太阳能行业已经成为全球经济的重要组成部分。

3. 政策支持的推动:各国政府纷纷出台各种政策,支持太阳能行业的发展。

例如,中国实施了一系列太阳能补贴政策,大幅度减少了太阳能发电及应用的成本,推动了太阳能行业的快速发展。

其他国家也在积极推动太阳能技术的应用,加大对太阳能行业的扶持力度。

二、太阳能行业的未来发展趋势1. 技术创新的推动:太阳能行业的未来发展将离不开技术的创新。

随着科技的不断进步,太阳能电池的效率不断提高,成本不断降低,使得太阳能发电成为一种更加经济、高效的能源选择。

未来,随着光伏技术的不断突破,太阳能行业将进一步发展壮大。

2. 储能技术的进步:太阳能发电存在着间断性和波动性的问题,储能技术的发展是解决这一问题的关键。

目前,太阳能储能技术主要包括锂离子电池、钠硫电池等。

未来,随着储能技术的不断进步和成本的降低,太阳能发电将能够更好地弥补能源供应的不稳定性。

3. 太阳能产品的多样化:未来太阳能产品将更加多样化,不仅包括传统的太阳能发电设备,还将涉及到建筑一体化的太阳能产品、太阳能光热利用系统等。

太阳能的应用领域将进一步拓展,为太阳能行业带来更大的发展空间。

光伏发电原理及发展现状

光伏发电原理及发展现状

光伏发电原理及发展现状光伏发电是利用太阳辐射的能量转化为电能的一种发电方式。

其原理是利用光电效应,太阳光射到半导体材料上时,光子能量被半导体吸收,并将能量转化为电子的能量,从而形成电流。

光伏发电主要由太阳光辐射、光电转换和电流输出三个主要环节组成。

光伏发电技术是一项具有巨大发展潜力的清洁能源技术。

随着全球对环境保护意识的提高和对可再生能源的需求增加,光伏发电的发展趋势日益显著。

光伏发电技术存在以下几个发展现状:1.技术进步:随着科学技术的发展,光伏发电技术不断提升效能。

目前最常见的光伏电池技术有多晶硅和单晶硅电池,这些技术已经相对成熟。

此外,还有薄膜太阳能电池、有机太阳能电池等新型技术不断涌现,使得光伏发电的效率和成本逐渐得到提升和降低。

2.规模化发展:多年来,光伏发电的规模逐渐扩大,成为全球最重要的可再生能源之一、光伏发电项目建设逐渐从小规模的屋顶光伏电站向大规模的地面光伏电站转变。

许多国家和地区都制定了相应的政策和法规以鼓励和促进光伏发电的发展。

3.成本降低:随着光伏发电技术的进步和大规模生产的实现,光伏发电的成本逐渐下降。

光伏组件的价格大幅度下降,使得光伏发电变得更加经济可行。

同时,电池的效率提高,发电量增加,降低了光伏发电的生产成本。

4.政策支持:为了促进可再生能源的开发和利用,许多国家都制定了支持光伏发电的政策和措施。

例如,中国在“十三五”规划中设定了光伏发电总装机容量的目标,并实施了相应的补贴政策。

5.应用领域扩大:光伏发电技术的应用领域也在不断扩大。

除了传统的建筑屋顶和地面光伏电站外,还出现了光伏路灯、光伏车棚、光伏充电桩等新型应用形式。

光伏发电与储能技术的结合也日益凸显,使得光伏发电可以更好地适应电网运行和供电需求。

光伏发电技术的发展为人类提供了一种清洁、可再生的能源解决方案。

随着技术的不断进步、成本的降低以及政策的支持,光伏发电有望在未来的能源格局中发挥更加重要的作用。

同时,光伏发电也面临一些挑战,如材料稀缺问题、电池回收和再利用问题等。

光伏发电技术的发展现状与未来趋势分析

光伏发电技术的发展现状与未来趋势分析

光伏发电技术的发展现状与未来趋势分析近年来,随着环保意识的增强和新能源产业的兴起,光伏发电技术得到了广泛关注和应用。

本文将对光伏发电技术的发展现状和未来趋势进行分析。

一、光伏发电技术的发展现状1. 技术进步和成本降低光伏发电技术依赖于太阳能的转化,主要采用光伏电池板来吸收太阳能并将其转化为电能。

近年来,光伏电池板的效率不断提高,同时生产成本也逐渐降低,使得光伏发电技术逐渐走向商业化和普及化。

2. 国家政策的支持许多国家都意识到新能源的重要性,大力支持光伏发电技术的发展。

例如,中国实施了多项扶持政策,包括光伏补贴和并网电价补贴等,促使光伏发电技术得到了迅速推广和应用。

3. 光伏发电规模的不断扩大全球范围内,光伏发电规模正在不断扩大。

越来越多的大型光伏电站和分布式光伏项目被建设和投入使用,为能源结构转型提供了重要支持。

同时,一些企业也开始将光伏发电技术应用于建筑物外墙和屋顶等,发挥了多重功能。

二、光伏发电技术的未来趋势1. 技术进一步提升随着科技的发展,人们对光伏发电技术的要求也日益增加。

未来,我们可以预见光伏电池板的转换效率将进一步提升,同时成本也会进一步降低。

新型材料和结构的应用将进一步推动光伏发电技术的发展。

2. 智能化和集成化未来光伏发电系统将越来越智能化和集成化。

通过智能控制和监测技术,光伏电站的运行效率将得到进一步提高。

同时,与储能技术和电网的无缝连接将实现,实现供需的灵活匹配。

3. 多元化应用光伏发电技术将在更多领域发挥作用。

除了传统的大型光伏电站和分布式光伏项目外,它还可以应用于交通工具、移动设备和家庭等。

未来,随着光伏技术的不断创新,我们有理由相信光伏发电将成为各个行业的重要能源来源。

4. 地区发展差异化由于地理、气候和资源等的差异,不同地区在光伏发电技术的应用和发展上也存在差异。

一些地区具备更好的太阳能资源和政策支持,将迅速崛起成为光伏发电的重要基地,而其他地区则可能相对滞后。

总体而言,光伏发电技术在近年来取得了长足的发展,未来也有着广阔的应用前景和发展潜力。

太阳能光伏技术发展现状与前景展望

太阳能光伏技术发展现状与前景展望

太阳能光伏技术发展现状与前景展望太阳能光伏技术是近年来备受瞩目的一项能源技术。

随着人类社会的不断发展和进步,对能源的需求也越来越大。

而传统的化石能源虽然能够为人们提供源源不断的能量,但也给地球带来了严重的环境问题。

太阳能光伏技术是一种绿色、环保的能源技术,是应对能源问题的重要途径。

本文将围绕太阳能光伏技术的发展现状和未来前景展开探讨。

一、太阳能光伏技术的发展历程太阳能光伏技术起源于20世纪50年代,当时科学家们通过研究将光转化为电能的现象,开创了太阳能光伏技术的先河。

60年代末,由于石油危机的影响以及对环境保护的意识加强,太阳能光伏技术得到了迅速发展。

在此后的几十年中,太阳能光伏技术得到了不断的改进和优化,从最初的单晶硅电池逐渐发展到多晶硅电池、非晶硅电池、有机制造太阳能电池等各种形式。

二、太阳能光伏技术的现状目前,太阳能光伏技术已经从实验室阶段发展成为商业化的产业。

根据国际能源署的数据显示,2019年全球太阳能光伏输电装机容量达到了626GW。

在中国,太阳能光伏技术得到了国家政策的大力支持,成为了重点发展的新兴产业。

截至2020年,全国累计光伏发电装机容量超过200GW,占全球总容量的四分之一以上,成为全球最大的光伏市场。

三、太阳能光伏技术面临的挑战尽管太阳能光伏技术在近几年得到了迅猛的发展,但仍然面临着一些挑战。

首先,光伏电池的成本仍然较高,需要进一步降低成本,才能更好地推广应用。

其次,稳定性和可靠性方面仍然存在一些不足,需要不断优化和改进。

此外,太阳能光伏技术还面临着光照不充分、环境污染等问题。

四、未来太阳能光伏技术的发展前景对于太阳能光伏技术的未来,有人预测太阳能光伏技术将成为世界上主要的能源来源之一。

这是因为太阳能光伏技术具有广阔的发展前景。

首先,随着技术的不断进步,光伏电池的转化效率将会大幅提高,更好地满足人们对能源的需求。

其次,太阳能光伏技术具有良好的环保性质,不会对环境造成污染,并且可以减少化石能源的使用,改善环境。

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骤如下:①采用磁控溅射加真空硒化退火方法,在衬底上制备p型铜铟硒膜;②用真空蒸发方法在
p型CIS膜上生长n型硫化镉(CdS)层,形成CIS/CdS复合结构;③在CIS/CdS复合结构上,采用PCVD工艺和金属诱导固相晶化方法制备p型多晶硅层、n型多晶硅层;④成形。
纳米技术是一门新型技术。纳米材料的独特结构,使其具有不同于常规材料和单个分子的性质(如量子尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应等),从而导致了纳米材料的力学性能、电磁性能、光学性能、热学性能的改变,并使之在电子学、光学、化工陶瓷、生物、医药、日化等方面有重要价值,得到广泛的应用。
作者简介:殷志刚(1987-),男,汉族,河北唐山人,硕士研究生,研究方向为光伏材料技术。E-mail:***************
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可再生能源
25%[2]。尽管单晶硅电池具有电池转换效率高,稳
定性好的特点,但由于单晶硅生产工艺复杂,加工工艺繁琐,致使单晶硅电池成本居高不下,因此依靠单晶硅大规模推广太阳能电池是很难的。
以纳米TiO2为主的薄膜太阳电池,因其工作原理独特,生产成本低廉而引起了世界广泛关注。以瑞士洛桑高等工业学院M.Gratzel教授为首的研究小组一直致力于染料敏化TiO2电极,以扩展
CuInSe2薄膜太阳能电池的带卷(简称CISCuT),
通过特殊的封装工艺组装成柔软的太阳能电池组件。目前,CISCuT电池的实验室效率已达到
18.6%,明显不如单晶硅[3]。随着光伏产业的快速发
展和半导体工业复苏,来自半导体行业的边角废料已经不能满足光伏产业生产发展的需要。为适应光伏市场需求的持续稳定增长,太阳能电池企业不得不以较高的价格购买半导体级硅来生产光伏电池[4],这无疑增加了光伏产业的成本,制约了光伏产业的发展。随着光伏产业的进一步发展,多晶硅的需求量会越来越大。在未来几年中,光伏产业将以25%~30%的速度增长,预计到2010年世界光伏产业市场需求多晶硅原料4.73t[5]。虽然直接使用传统氯化提纯工艺生产太阳能级硅的技术成熟,但成本过高,且降低成本的潜力不大,因此不能满足太阳能电池工业发展的需求[6]。原材料短缺问题严重阻碍了太阳能产业的发展。多晶硅太阳能电池制备的技术关键是结晶工艺,现在几乎所有制备单晶硅高效电池的技术都适用于制备多晶硅薄膜电池工艺,多晶硅电池将有可能最终取代单晶硅电池成为光伏市场的主导产品。
多晶硅原料是半导体工业和光伏产业共同的上游原材料,太阳电池生产的原料是半导体工业的边角废料。多晶硅光电池的转换效率最高达
2008,26(5)
或者气体流量便可实现p-in结以及相应的迭层结构;生产可全流程自动化。③品种多,用途广。
a-Si太阳电池易于实现集成化。各种功率、输出
电压、输出电流的器件都可以设计制造出来,可以较方便地生产适合不同需求的多种产品。a-Si太阳电池光吸收系数高、暗电导量低,适合制作手表电池、计算器电池等低功耗电源;a-Si膜的硅网结构力学性能结实,适合在柔性的衬底上制作轻型的“大电池”;a-Si太阳电池的制造方法灵活多样,可以制造建筑集成的电池,适合户用屋顶电站的安装[7]。非晶硅电池将发展为太阳能电池的主要产品之一,有很好的市场前景。
随着光伏技术及应用材料的飞速发展,光电材料成本不断下降,光电转换效率逐渐升高,太阳能光伏发电将会越来越显现出优越性。光伏界专
收稿日期:2008-01-25。
1第一代硅太阳电池材料
当前,太阳能光伏电池材料主要有晶体硅材
料,晶体硅包括单晶硅,多晶硅和非晶硅。
单晶硅是目前普遍使用的光伏发电材料,它被用做人造卫星、太阳能汽车的电源以及城市路灯或街头时钟的电源。高效单晶硅电池的生产建立在高质量单晶硅材料和成熟的加工工艺基础上。目前,单晶硅电池工艺已近成熟,提高其光电转换效率主要靠单晶硅表面微结构处理和分区掺杂工艺。在光照充足的最佳角度,单晶硅电池的光电总转换效率可以达到20%~24%,有可能提高到
世界各国在CIS光伏材料的研究方面已取得一些成果。
德国太阳能技术研究所(简称IST)历经10年成功开发了一种新型薄膜太阳能电池技术,该技术采用连续电沉积工艺,制备出在铜箔上形成
Cell)采用的是无机-有机复合体系,有效地把纳
米技术与太阳电池结合。首先采用无机纳米粒子制备多孔的薄膜,然后在薄膜的微孔中修饰有机染料分子或无机半导体粒子作为光敏剂,光敏剂吸收入射光后产生电子—空穴对,通过半导体颗粒使电荷转换效率提高,制备工艺简单,其制作成本仅为单晶硅电池的1/5,具有明显的价格优势。作为一种低成本的太阳电池,在军事和民用方面具有很大的应用价值。纳米晶太阳电池更展现了太阳电池新的发展方向。
池材料的研究现状及其存在的问题;还介绍了与纳米技术相结合的纳米晶太阳能电池材料以及在现有基础上的进一步技术创新。
关键词:晶体硅;铜铟硒薄膜;纳米晶太阳能电池中图分类号:TN304;TM914
文献标志码:A
文章编号:1671-5292(2008)05-0017-04
ResearchstatusofsolarPVgeneratepowermaterials
Keywords:crystalsቤተ መጻሕፍቲ ባይዱlicon;CuInSe2film;nanocrystalsolarcell0
引言
家认为,到2010年太阳能光伏发电成本将降低到可与常规能源竞争的程度。
制作太阳电池的材料要满足如下要求:①半导体材料的禁带不能太宽;②要有较高的光电转换效率;③材料本身对环境不造成污染;④便于工业化生产且性能稳定。符合以上条件的太阳能光伏材料被不断地开发和应用。
YINZhi-gang
(LiaoningSolarEnergyR&DCO.LTD,Shenyang110034,China)
Abstract:Inthispaper,wesummarizedtheresearchprogressandtheproblemsofsolarPVsili-conmaterialsatpresent.TheresearchprogressofCISthinfilmmaterialandnanocrystallinesolarcellmaterialswereintroducedrespectively.Thelatestinnovationsoftheoriginaltechnologieswerealsoelaboratedinashortsummary.
我国硅太阳能光伏材料发展几乎与世界光伏材料发展同时起步,在很多方面达到世界先进水平,但目前存在硅材料紧缺和成本价格高的问题[8]。随着光伏产业的快速发展,近年出现了世界范围的硅材料短缺,我国硅材料的生产受欧、美、日的技术要求限制,使其问题更为突出。目前我国每年硅材料缺口大约为3550t,因此,应采取有力措施尽快扩大硅材料的生产能力,研发并形成产业化生产太阳能级硅的能力。目前晶体硅光伏电池每峰瓦的生产成本为25~30元,成本和售价均高于国外的同类同质产品,在国际市场上的竞争力不强。解决以上问题,一方面要寻求新的硅材料生产工艺,降低硅电池的价格,另一方面要积极研究新的太阳能材料。
第26卷第5期2008年10月
可再生能源
RenewableEnergyResources
Vol.26No.5Oct.2008
太阳能光伏发电材料的发展现状
殷志刚
(辽宁太阳能研究应用有限公司,辽宁沈阳

110034)
要:对太阳能光伏材料的研究进展做了简要综述。介绍了硅太阳能电池材料、铜铟硒(CIS)薄膜太阳能电
1839年,法国科学家贝克雷尔发现,光照能
使半导体材料的不同部位之间产生电位差,这种现象后来被称为“光生伏打效应”。1954年,美国科学家恰宾和皮尔松在贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳能电池,从此太阳能转换为电能的实用光伏发电技术诞生[1]。如今太阳能电池的种类不断增加,应用范围日益广阔,市场规模逐步扩大,太阳能电池的研究在欧洲,美洲,亚洲大规模展开。近几年,全世界太阳能电池的生产量平均每年增长近40%,美国和日本相继出台了太阳能研究开发计划。此外,美国还推出了“太阳能路灯计划”,旨在让美国一部分城市的路灯都改由太阳能供电,预计每盏路灯每年可节电800kWh。太阳能光伏发电是能源利用不可逆的潮流。
纳米晶太阳电池(NanocrystallineSolar
CIS光伏材料所具有优异的性能吸引着世界众
多专家进行研究,但由于其工艺重复性差,高效电池成品率低,因此直到2000年才初步产业化。
CIS薄膜是多元化合物半导体,原子配比以及晶
格匹配往往依赖于制作过程中对主要半导体工艺参数的精密控制。目前,CIS薄膜的基本特性及晶化状况还没有完全弄清楚,无法预测CIS材料性能和器件性能的关系。CIS膜与Mo衬底附着性较差是电池成品率低的重要因素。
非晶硅光电池一般是采用高频辉光放电技术使硅烷气体分解沉积而制成,可在玻璃,不锈钢板,陶瓷板,柔性塑料上沉积约1μm厚的薄膜。该电池多采用p-in结构,易于大面积化,成本低。为提高效率和改善稳定性,有时还制成3层p-in等多层叠层式结构,或是插入一些过渡层,其商品化产量连续增长,居薄膜电池前几位。非晶硅光电池小面积的转换效率已提高到14.6%,大面积生产的转换效率为8%~10%。
2第二代太阳电池材料
第二代太阳电池的核心是一种可粘接的薄
膜。这种薄膜的优势:一是可以大批量、低成本地生产;二是能更好地利用太阳能。
该薄膜的表面呈绒面结构,在显微镜下观察,如同锉刀表面一般,粗糙的表面突起部分就像一座座小小的金字塔。当阳光照在这种薄膜上,光线斜射入电池内,经过各斜面不同角度的折射后,光线又会从电池板的背面反射回表面,大部分光线还能再次从表面反射回电池内,如此多次反复,使光线在电池内的传播路线大大加长。实验证明,光在这种电池内的传播路线是在表面光滑的电池体内所传播路线长度的25倍,可大幅度地提高光能的利用效率。另外一个关键的问题是把太阳电池产生的电能引出来,这不仅要求接触点要好,使电能的损失减少到最低限度,而且要求接触点在电
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