染料敏化太阳能电池汇编
染料敏化太阳能电池的发展综述
染料敏化太阳能电池的发展综述染料敏化太阳能电池（Dye-sensitized Solar Cells，DSC）是一种新型的太阳能电池技术，于20世纪90年代初由瑞士杂交电车公司的Grätzel教授首次提出。
与传统的硅太阳能电池相比，DSC具有低成本、高转化效率和简单制备等优势。
其工作原理是通过将染料分子吸附在液态电解质和半导体电极之间的钙钛矿光敏剂上，实现对光的吸收和电子传输。
自问世至今，DSC在材料、结构和工艺等方面进行了不断的改进和创新，取得了巨大的进展。
在DSC的材料研究方面，钙钛矿材料是DSC中最重要的组成部分。
最早的染料敏化太阳能电池使用染料分子作为光敏剂，但其效率有限。
随着钙钛矿材料的问世，DSC的效率得到了显著提升。
最早的钙钛矿光敏剂是染料分子与三角锥晶格结构的二氧化钛表面有机酸形成络合物，后来发展出钙钛矿结构材料，如MAPbX3（MA代表甲胺离子，X代表卤素）和FAPbX3（FA代表氟化铵离子）等。
这些新型钙钛矿光敏剂具有更高的吸光度和更长的电子寿命，大大提升了DSC的光电转化效率。
除了钙钛矿材料的改进，DSC的结构和工艺也得到了不断的优化。
最早的DSC采用的是液态电解质，但其在长期稳定性方面存在问题。
为了克服这一问题，研究人员开发出了固态电解质和无电解质DSC，提高了DSC的长期稳定性。
此外，还有人将DSC与其他太阳能电池技术相结合，如有机太阳能电池和钙钛矿太阳能电池，形成了复合结构，提高了光电转化效率。
随着科技的不断进步，DSC逐渐成为了实际应用的焦点。
许多公司和研究机构投入到DSC的产业化开发和商业化推广中。
目前已经有一些商业化的DSC产品面市，如太阳能充电器、建筑一体化太阳能材料等。
此外，DSC还具有一些独特的应用特点，如透明、可弯曲、柔性等，使其在可穿戴设备、汽车、船舶等领域具有广阔的应用前景。
综上所述，染料敏化太阳能电池的发展经历了多个方面的改进和创新。
在材料、结构和工艺等方面的不断优化，使得DSC的光电转化效率得到了显著提升。
染料敏化太阳能电池的研究进展及发展趋势
染料敏化太阳能电池的研究进展及发展趋势染料敏化太阳能电池（DSSC）是一种新型的太阳能电池，其性能不仅可以与传统的硅太阳能电池相媲美，而且具有制造成本低、工艺简单、颜色可控等优点，在可再生能源领域具有广泛的应用前景。
该文将从DSSC的基本原理、研究进展及发展趋势三个方面进行分析。
一、DSSC的基本原理DSSC是一种基于电荷转移机制的太阳能电池，其组成由导电玻璃/氧化物电极、染料敏化剂、电解质以及对电子收集和传输的层等组件构成。
当太阳光照射到电极上的染料敏化剂时，其分子吸收太阳光能并将其转化成电能，产生电子-空穴对。
电解质负责将产生的电子传递到导电玻璃/氧化物电极上，从而实现电荷的分离和传输。
对电子收集和传输的层则负责将电子从导电玻璃/氧化物电极转移到电池外部，实现电能的输出。
二、DSSC的研究进展近年来，DSSC研究领域一直处于快速发展阶段，涉及到染料敏化剂、电解质、对电子收集和传输的层等方面的研究。
其中，染料敏化剂的设计和合成是DSSC研究中的关键问题之一。
早期的染料敏化剂是基于天然染料的，但其吸光光谱窄、稳定性较差等问题限制了其应用。
近年来，人们借鉴复杂有机分子或金属有机框架材料等方法，逐渐开发出吸光光谱宽、光稳定性好的新型染料敏化剂，如卟吩骨架材料、钴金属染料等。
另外，电解质的研究也取得了长足的进展。
传统的电解质为液态电解质，但其稳定性较差、易挥发等问题限制其应用。
因此，人们逐渐开发出了固态电解质、有机-无机混合电解质等替代电解质，并取得了良好的效果。
三、DSSC的发展趋势未来，DSSC的研究方向将主要集中在提高其效能和稳定性以及降低制造成本等方面。
首先，提高效能将是DSSC研究的主要方向之一。
研究人员可以通过改变电极、染料敏化剂等方面，进一步提高DSSC的光电转化效率。
特别是在染料敏化剂方面，新型高效染料敏化剂的研发将提升DSSC的效能。
其次，提高稳定性也是DSSC研究的重要方向之一。
目前，DSSC在长时间运作中会出现染料流失、电解质分解、对电子收集和传输的层老化等问题，必须寻求有效的解决方法。
染料敏化太阳能电池介绍
Curve3
焙 烧 曲 线
采用梯度升温的方式 后，衍射峰的强度进 一步增强。利用焙烧 曲线3，可以得到结晶 性能比较理想的TiO2 颗粒。
曲线1-3 X射线衍射图谱
焙烧工艺对薄膜形貌的影响
A B
C
D
方式1和方式2得到断 面都比较平整，厚度几 乎相同，方式1得到的 薄膜稍厚（约厚0.5um） 方式2得到的晶粒尺寸 与孔洞稍大。
光敏材料（N719）
Pt 对电极
DSSC的工作原理
1、S + hv → S* (S 为染料基态，S* 为
染料激发态)
2、S* → S+(氧化态dye)+e- (进入TiO2 导带)
3、 2S+ + 3I- → 2S + I3- （染料的再生）
4、I3- + 2 e- →3I- （电解质的还原，在
I–V曲线
光电流工作谱可以很好的反应DSSC对某一单色光的转化效率，却很难反应出DSSC 在太阳光照射下的真实的工作状态，而I-V曲线则可直观的反映DSSC在太阳光下性能 从I-V曲线中可以得到以下参数：Isc,Voc，填充因子（fill factor; FF）,光能-电能转化效 率（）
填充因子： FF
填充因子 FF( %) 0.6194841 0.63874583 7 0.56558895 4 0.55509102 1 0.59422321 1 0.60157108 7 0.56196106 9
效率 η ( %) 4.1955
2.5%
9.84
4.8702
5% 7.5% 10%
16.26 21.14 16.38
温度对TiO2结晶性能的影响
染料敏化太阳能电池
染料敏化太阳能电池
染料敏化太阳能电池(Dye-Sensitized Solar Cells，DSSCs)是一种太阳能转换技术，它利用来自太阳能源的可再生能源来产生电能。
DSSCs 具有体积小、成本低、简单结构及
高性能的优点，是当今太阳能应用开发的重点之一。
DSSCs 的基本结构是一个带氧化空隙的薄膜，通常称为光敏层，它由一个氧化物(通
常是TiO2)和染料混合物组成。
染料的主要作用是将太阳能转换为可被空隙电荷转移的 6 至 8 光子电荷。
接下来，光子电荷穿过 TiO2 的空隙转移到层间电子传输剂。
当染料被
电子传输剂充电后，它将被转移回正极材料，从而生成电流。
此外，DSSC 内部还有一层
电解质膜与正极材料反应，产生盐极化供给整个电池能量，并回流以保持整个电池平衡，
使其便于存储能量和恒定输出电流。
在DSSCs 中，最重要的组成部分是染料，它们具有分解太阳能的能力，并响应光能来吸收能量，有效地将能量转化为可以通过电荷转移进行存储的光子电荷。
染料也会影响DSCC 的整体性能，染料应具有合适的紫外线 - 可见能量跨越范围和优良的光动力学性能，以最大程度地提高太阳能转换效率，同时突出它的可靠性和经济性。
在近年来，随着新型
染料的迅速发展，染料敏化太阳能电池的效率和成本也有了显著的改善。
综上所述，染料敏化太阳能电池的表现令人印象深刻，因为它具有体积小、成本低、
简单结构及高性能的优点，是太阳能应用开发的重点之一，在未来，它将有效地帮助人类
利用可再生能源来发展可持续的能源系统，从而改善环境问题，提高我们的生活质量。
染料敏化太阳能电池和有机太阳能电池
染料敏化太阳能电池和有机太阳能电池
染料敏化太阳能电池（Dye Sensitised Solar Cells，简称DSSC）和有机太阳能电池（Organic Solar Cells，简称OSC）都是利用有机材料作为光激活层的太阳能电池，
但它们在工作原理、结构和性能上存在一些差异。
染料敏化太阳能电池是一种有机/无机复合电池，主要由吸附染料的纳米多孔半导体
薄膜、电解质和对电极构成。
它的工作原理是染料分子受光激发后，从基态跃迁到激发态，然后染料中处于激发态的电子迅速注入到纳米半导体的导带中，完成载流子的分离。
注入到半导体导带中的电子经外回路至对电极，并在外电路中形成光电流，处于氧化态的电解质在对电极接收电子被还原，氧化态的染料被还原态的电解质还原再生，完成一个循环过程。
染料敏化太阳能电池的光电能量转换率可以达到
11%以上，且其制备过程简单、成本低，因此被认为是一种具有潜力的太阳能电池。
有机太阳能电池则是利用有机材料的光电效应来产生电能的器件。
它的基本结构包括两个电极（阳极和阴极）以及夹在两个电极之间的有机半导体材料。
当太阳光照
射到有机半导体材料上时，会激发产生电子-空穴对，然后电子和空穴分别被两个电
极收集，从而形成光电流。
有机太阳能电池具有轻薄、柔性、可大面积制备等优点，因此在可穿戴设备、建筑集成光伏等领域具有广阔的应用前景。
总的来说，染料敏化太阳能电池和有机太阳能电池都是利用有机材料的光电效应来产生电能的器件，但它们在结构、工作原理和性能上存在一些差异。
具体选择哪种类型的太阳能电池取决于应用场景、成本、效率等因素。
染料敏化太阳能电池
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染料敏化太阳能电池技术及应用
01
染料敏化太阳能电池基本原理及结构
染料敏化太阳能电池的工作原理概述
光吸收过程
• 染料分子吸收太阳光 • 激发态染料分子与半导体纳米颗粒 相互作用
光生电子空穴对生成
• 激发态染料分子衰变产生电子空穴 对 • 电子空穴对在半导体纳米颗粒中分 离
对电极层
• 作为电池的正负极 • 收集和传输光生电子 • 与电解质接触实现离子 传输
电解质层
• 填充在染料敏化半导体 层与对电极层之间 • 提供离子传输通道 • 维持电池内部的电化学 平衡
染料敏化太阳能电池的关键材料介绍
染料分子
• 光敏性染料 • 宽光谱吸收 • 高光吸收系数
电解质材料
• 固态电解质 • 液态电解质 • 离子液体电解质
半导体纳米颗粒
• 纳米尺寸效应 • 高表面积 • 快速电子传输
对电极材料
• 贵金属对电极 • 复合对电极 • 导电聚合物对电极
02
染料敏化太阳能电池的性能特点及优势
染料敏化太阳能电池的光电转换效率及性能优势
光电转换效率
• 高于传统硅太阳能电池 • 目前实验室最高光电转换效率达25%
性能优势
• 宽光谱吸收 • 低成本原材料 • 柔性及可透明性 • 良好的环境稳定性
技术进步
• 提高光电转换效率 • 改善稳定性 • 降低成本
创新方向
• 新型染料分子研究 • 新型半导体纳米颗粒研究 • 新型电解质材料研究
染料敏化太阳能电池的市场前景及增长潜力
市场前景
• 全球能源转型 • 太阳能市场需求增长 • 染料敏化太阳能电池市场份额扩大
染料敏化太阳能电池Dye-sensitized solar cell
染料敏化太阳能电池在网上找到的染料敏化太阳能电池示意图染料敏化太阳能电池（DSSC, DSC 或DYSC[1])是一种低成本太阳能电池，其属于薄膜太阳能电池的一种[2]。
它是基于在一个光敏阳极和电解质之间形成一个半导体，是一个光电化学系统。
这种电池又称Grätzel电池，在1991年由洛桑联邦理工学院的Grätzel和Brian O'Regan发明[3]。
Grätzel荣获2010年千禧技术发明奖[4]。
因为它所需要的原材料成本比较低，而且制造设备不需要很复杂，所以这种电池在技术上是很有吸引力的。
同样，产品价格显著低于以往的固态电池。
它也可以被设计成柔韧的薄片和大的机械强度，无需保护结构。
虽然其转换效率不是薄膜电池中最好的，理论上其价格/性能比（千瓦时/（平方米·年·美元））足够高，使它们能够与化石燃料发电实现电网平价竞争。
由于染料敏化电池化学稳定性不高，所以其商业应用不太好[5]，欧盟光伏设计联盟预测，到2020年可再生能源发电将得到显著发展。
半导体太阳能电池传统的固态半导体太阳能电池是由两个不同掺杂类型的半导体组成，其中n 型掺杂半导体中含有“额外”电子，p型掺杂半导体缺乏“自由电子”。
当n型半导体与p型半导体接触时，有载流子流动，n型半导体中的自由电子流动到p型半导体中，p型半导体中的空穴流动到n型半导体中，这样在n型和p型半导体接触区间形成一个势垒，把其称为空间电荷区。
硅的这种电子转移势垒约为0.6~0.7 V[6]。
当把其放置在阳光下，太阳光的光子可以激发n型半导体的电子到P型半导体一侧，这一过程称为光致激发。
在硅片上，阳光可以提供足够的能量将能量较低的价带电子激发到能量较高的导带上。
顾名思义，导带中的电子可以自由移动。
当给电池用导线连接一个负载，那么在p型半导体一侧积累的电子通过外部电路流动，电量消耗在外部，这时p型和n型之间的势垒宽度变小，当太阳光继续激发半导体，又使电子由n型流向p型使势垒强度变大，然后p型积累的电子继续通过外部电路流动消耗，上述过程反复进行，就是半导体电池的工作原理。
染料敏化太阳能电池综述基本概念发展实验思路
光电转换效率
虽然染料敏化太阳能电池的光电转 换效率已经有所提高，但仍需进一 步优化以提高其在各种环境下的应 用潜力。
生产成本
目前染料敏化太阳能电池的生产成 本相对较高，需要探索更低成本、 高效的生产工艺和材料。
未来研究方向与展望
新型染料设计
研究新型染料以提高光电转换效率和稳 定性是未来的一个重要研究方向。
性能参数
开路电压
指在无负载条件下，太阳能电池的最 大输出电压。
短路电流密度
指在短路条件下，太阳能电池的输出 电流密度。
填充因子
指在最佳工作条件下，太阳能电池的 最大输出功率与开路电压和短路电流 密度的乘积之比。
光电转换效率
指太阳能电池的最大输出功率与入射 太阳光功率之比。
02
发展历程
早期研究与发展
结构与组成
光阳极
通常由透明导电基底（如玻璃）和 半导体材料（如二氧化钛）构成，
用于吸收太阳光并传递电子。
染料
含有有机染料的敏化剂，用于 吸收太阳光并传递电子。
电解质
包含氧化还原对的电解质，用 于接收来自导带上的电子并传 递给对电极。
对电极
通常为铂电极，用于接收来自 电解质中的电子并与光阳极构
成回路。
通过优化染料分子、电解质溶液和半导体 材料等手段，提高染料敏化太阳能电池的 光电转换效率。
降低染料敏化太阳能电池的制造成本，使 其更具市场竞争力。
拓展应用领域
解决环境问题
将染料敏化太阳能电池的应用领域从实验 室走向实际应用，如建筑、汽车和航空航 天等领域。
在生产和使用过程中，染料敏化太阳能电 池应尽量减少对环境的负面影响，如减少 有害物质的排放和废弃物的产生。
纳米二氧化钛太阳能电池的制备及其性能的测试实验报告汇编
华南师范大学实验报告学生姓名学号专业化学(师范) 班级12化教五班课程名称化学综合实验实验项目纳米二氧化钛太阳能电池的制备及其性能测试实验类型□验证□设计□综合实验时间2016 年 4 月21 日实验指导老师李红老师实验评分纳米二氧化钛太阳能电池的制备及其性能测试一、前言1．实验目的(1)了解纳米二氧化钛染料敏化太阳能电池的组成、工作原理及性能特点。
(2)掌握实合成纳米二氧化钛溶胶、组装成电池的方法与原理。
(3)学会评价电池性能的方法。
2．实验意义能源问题是制约目前世界经济发展的首要问题，太阳能作为一种取之不尽用之不竭无污染洁净的天然绿色能源而成为最有希望的能源之一。
目前研究和应用最广泛的太阳能电池主要是硅系太阳能电池。
但硅系电池原料成本高、生产工艺复杂、效率提高潜力有限（其光电转换效率的理论极限值为30%），限制了其民用化，急需开发低成本的太阳能电池。
1991 年，Gratzal等[1]将纳米多孔TiO2薄膜应用于一种新型的,基于光电化学过程的太阳电池-染料敏化纳米薄膜电池中，光电转换效率达到7.1%-7.9%，引起了世人的广泛关注。
随后，该小组[2]开发了光电能量转换效率达10-11%的DSSC，其光电流密度大于12 mA/cm2，。
目前，染料敏化纳米二氧化钛太阳能电池的光电转换效率已达到了11.18%。
染料敏化纳米二氧化钛太阳能电池在世界范围内已经成为了研究的热点。
DSSC与传统的太阳电池相比有以下一些优势：(1) 寿命长：使用寿命可达15-20年；(2) 结构简单、易于制造，生产工艺简单，易于大规模工业化生产；(3) 制备电池耗能较少，能源回收周期短；(4) 生产成本较低，仅为硅太阳能电池的1/5～1/10，预计每蜂瓦的电池的成本在10元以内。
(5) 生产过程中无毒无污染；3．文献综述与总结蓝鼎等[3]采用溶胶2凝胶、浆体涂敷、磁控溅射等方法制备了二氧化钛单层以及多层膜。
结果表明：以磁控溅射薄膜为基底制备的复合膜太阳电池性能一般优于溶胶-凝胶薄膜为基底制备的复合膜太阳电池性能，利用单层纳米粉可以实现效率较高的太阳电池。
染料敏化太阳能电池的研究现状
染料敏化太阳能电池的研究现状随着环境保护意识的增强和化石能源日益短缺，太阳能作为可再生、清洁的能源资源备受重视。
太阳能电池是太阳能应用的重要形式之一，其中染料敏化太阳能电池被认为是第三代太阳能电池的重要组成部分。
本文将对染料敏化太阳能电池的研究现状进行探讨，以期加深对这一领域的了解。
一、染料敏化太阳能电池的概念和原理染料敏化太阳能电池（DSSC）是一种基于液态电解质中的染料分子吸收太阳光子形成电荷对，经过染料敏化的半导体电极和电解质之间的电子传递和离子传输，最终在另一个半导体电极上得到电流输出的太阳能电池。
DSSC的主要部件包括有机染料、TiO2半导体电极、电解质和另一半导体电极。
有机染料稳定、可选性强、成本低廉，具有较高的光吸收率和光电转换效率，是DSSC的重要组成部分。
TiO2半导体电极结构独特，可以增强染料分子的光吸收效果和电子传输效率。
电解质主要负责在DSSC中充当电子和离子传输载体。
另一个半导体电极通过形成电荷输运通道将电子传递到外部电路中，产生电能输出。
二、DSSC的研究发展现状DSSC在被提出后，一系列的研究就开始展开。
迄今为止，DSSC的研究只能算是处于萌芽状态，离实用化还有较大的距离。
1. 染料分子的研究染料分子在DSSC中起到了至关重要的作用。
研究人员不断尝试优化染料分子的结构和性能，增强其在DSSC中的光吸收效果和光电转换效率。
同时，对于染料分子的稳定性、耐光性、光伏效率等性能也进行了深入探究。
2. TiO2半导体电极的研究作为DSSC中的关键组成部分之一，TiO2半导体电极也受到了广泛的研究。
研究者通过改变TiO2电极的结构、粒径、形貌和掺杂等手段，提高其在DSSC中的性能表现。
值得一提的是，许多研究也关注了TiO2电极与染料分子之间的相互作用，研究TiO2电极表面的结构和染料分子的吸附、还原和电子转移等过程。
3. 电解质的研究电解质在DSSC中具有极其重要的作用。
它不仅介导染料分子和TiO2电极之间的电子和离子传输，还直接影响着DSSC的性能表现。
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染料敏化太阳能电池的研究进展陶涛太阳能电池的发展●1954年美国贝尔实验室制成了世界上第一个实用的太阳能电池，效率为4%，于1958年应用到美国的先锋1号人造卫星上。
●由于材料、结构、工艺等方面的不断改进，太阳能电池逐渐由航天等特殊的用电场合进入到地面应用中。
现在太阳能电池的价格不到20世纪70年代的1%。
预期10年内太阳能电池能源在美国、日本和欧洲的发电成本将可与火力发电竞争。
目前，年均增长率35%，是能源技术领域发展最快的行业。
办公楼与玻璃幕墙一体化的PV 太阳能屋顶系统错误！未找到引用源。
无机太阳能电池光生伏特效应电荷运动的势垒：p-n结区内形成的内建电场。
阻碍电子从n区向p区运动，空穴从p区向n区运动。
光子入射：造成跃迁产生空穴－电子对。
光电池：空穴、电子通过外电路复合，在电路中产生电流。
半导体中可以利用各种势垒如pn结、肖特基势垒、异质结等形成光伏效应。
当太阳能电池受到阳光照射时，光与半导体相互作用可以产生光生载流子，所产生的电子-空穴对靠半导体内形成的势垒分开到两极，正负电荷分别被上下电极收集。
由电荷聚集所形成的电流通过金属导线流向电负载。
太阳能电池结构示意图负载中消耗的功率转换效率（h)＝入射在电池表面的阳光的功率太阳能电池结构示意图太阳能电池主要材料半导体单晶硅、多晶硅非晶硅、GaAs有机半导体表面：涂层金属氧化物、导电聚合物电极：金属导体封装：玻璃、有机玻璃对材料的基本要求①能充分利用太阳能辐射，即半导体的禁带不能太宽；②有较高的光电转换效率；③材料本身对环境不造成污染；④材料便于工业化生产，材料的性能稳定且经济无机太阳能电池的性能及应用名称禁带宽度(eV) 转换效率应用实况单晶硅 1.12 24.4 用于空间及地面太阳电池多晶硅 1.12 18 与单晶硅占市场70~80%非晶硅 1.5~2.0 13 占市场10~20%消费电子,能源复合型17.3 已商业化CdTe 1.44 15 与CdS结合构成的太阳电池已商业化CuInSe2 1.04 17 探索大面积应用批量生产技术GaAs 1.42 37.4 已开始用于空间太阳电池InP 1.35 19.1 耐辐射性能优异,处于研究开发阶段硅材料：工业硅（又称：结晶硅或金属硅）半导体用硅材料含硅化合物（SiHCl3, SiH4）太阳能用硅材料半导体用多晶硅太阳能用多晶硅（又称：高纯硅或超纯硅） (Solar grade silicon)单晶硅锭单晶硅锭多晶硅锭各种硅片单晶硅片多晶硅片各种半导体器件单晶硅太阳能电池多晶硅太阳能电池2004年太阳能电池产量1,194.7MW，增长60.6%，其中：产量比例% 增长%mc-Si 669.15 56.0 46.8sc-Si 343.45 28.7 71.3a-Si 64.60 5.4 49.2a-Si/scSi 60.00 5.0 100Ribbon 41.00 3.4 502.9CdTe 13.00 1.1 333.3CIS 3.0 0.3 -25.0各种太阳能电池的市场份额太阳能用硅材料的生产工艺1-1 单晶锭1-1-1 CZ法1-1-2 FZ法1-2 多晶锭1-2-1 铸造多晶硅1-2-1 EMC多晶硅1-3 非晶硅太阳能用硅材料的生产工艺 CZ法● 1 熔化 2 稳定 3 引晶 4 缩径 5 放肩 6 等径●来源：CGS太阳能用硅材料的生产工艺 FZ法太阳能用硅材料的生产工艺多晶浇注法由于铸锭中采用低成本的坩埚及脱模涂料，对硅锭的材质仍会造成影响。
近年来电磁法（EMC）被用来进行铸锭试验，方法是投炉硅料从上部连续加到熔融硅处，而熔融硅与无底的冷坩埚通过电磁力保持接触，同时固化的硅被连续地向下拉。
目前该工艺已铸出截面为220mmX220mm的长硅锭，铸锭的材质纯度比常规硅锭高。
我国可生产出220mmX220mmX140mm的硅锭。
太阳能用硅材料的生产工艺多晶浇注设备HEM DSS太阳能用硅材料的生产工艺方法比较Method Width（cm）Weight(kg)GrowthRate(mm/min)GrowthRate(kg/h)Throughput(m2/day)EnergyUse(kWh/kg)EnergyUse(kWh/m2)Efficiency(Typical,best)FZ 15 50 2-4 4 80 30 36 <18, 24 CZ 15 50 0.6-1.21.5 30 18-40 21-48 <15, 20DS (定向结晶) 69 240 0.1-0.63.5 70 8-15 9-17 <14, 18EMC (电磁铸造) 35 400 1.5-2 30 600 12 35 <14, 16太阳能用硅材料的生产工艺硅片切割常规的硅片切割采用内圆切片机，其刀损为0.3一0.35mm，使晶体硅切割损失较大，且大硅片不易切得很薄。
近几年，多线切割机的使用对晶体硅片的成本下降具有明显作用。
多线切割机采用钢丝带动碳化硅磨料来进行切割硅片，切损只有0.22mm，硅片可切薄到0.2mm，且切割的损伤小。
圆切割技术与线切割技术在实际应用中互为补充而存在（1）在新建硅圆片加工生产线上，规模在年产量达50吨以上硅单晶加工生产线，并且圆片品种主要针对较大数量集成电路用硅圆片时，切割设备选型可定位在线切割机上，同时大规模、单一硅圆片品种（主要指圆片的厚度规格品种）的太阳能级圆片加工，切割设备选型也可定位在线切割机上。
厚度规格品种的多少，直接关系到线切割机排线导轮备件的多少。
该排线导轮目前国内无法配套，国外供应商配套，价格较高。
频繁更换排线导轮增加了辅助时间，还会增加线丝的浪费。
（2）生产规模较小的生产单位或多品种硅圆片生产并具有较大规模的生产单位，在设备选型上，应首先考虑选用内圆切片机。
兰州瑞德集团 X07 150-1型多线锯切割机上海日进下压式NWS6X2多线钢丝切割机下压式NWS6X2多线钢丝切割机可同时并列切割二支Φ6"×9"（φ152mm×230mm）硅晶棒，切割晶片最薄厚度为0.2mm。
技术进展直径变化技术进展直径变化技术进展薄片技术技术进展带硅mc-Si 比例总体上升趋势，但04年有所下降，从03年的61.3%下降至56%；sc-Si 比例止住了下降趋势，由03年的26.9%上升至28.7%。
而且同比增长（71%），超过mc-Si （46.8 % ）。
如果包括a-Si/scSi ，则比例达到32.1%,同比增长75%。
Ribbon 比例由03年的0.9%,提高至3.4%，同比增长502.9%；晶体硅（包括mc-Si, sc-Si, a-Si/scSi和Ribbon）的比例近4年来变化不大，在91.1%—93.1%之间；2001-2004各种太阳能电池比例的变化10203040506070 01 02 03 04 年sc-Sia-Si/sc-Si mc-Si Ribbon 其他国内太阳能电池用硅材料现状 硅单晶产量 近年来我国硅单晶产量 2004年单晶硅产量（吨）0%20%40%60%80%100%1234其他Ribbon mc-Sia-Si/sc-Si sc-Si单晶总产量 1700 太阳能单晶产量 1200 太阳能单晶生产能力200020040060080010001200140016001800200020012002200320042005注：单晶硅产量 及生产能力估算见附件1 国内现状趋势及分析● 和国外情况不同，我国太阳能用单晶硅的比例大大高于多晶硅。
● 形成的原因是：国内廉价单晶炉设备优势；半导体硅单晶生产有一定基础；技术门槛低。
● 国内太阳能硅材料产业存在的主要问题是：● 1 硅材料的发展偏重于单晶硅，而且是单晶硅锭。
硅片加工能力严重不配套。
企业价值链过短，缺乏企业发展所必需的独立性和自主性，使企业的增值能力受到严重影响；多晶硅材料处于起步阶段。
2 产业价值链仍存在严重脱节。
单晶硅绝大部分出口；缺乏切片能力；电池片企业所需大量硅片几乎都以赖进口。
作为一个企业其价值链的长短虽然重要，但要根据企业的具体财力、技术能力和管理能力而定。
而作为国家则必须考虑。
● 国内太阳能硅片加工环节十分薄弱● 除保定英利新能源浙江精功光电配套多晶硅片加工外，太阳能单晶生产企业中只有晶龙有少量多线切割能力● 专业硅片加工企业目前仅一家，即镇江环太硅科技有限公司 。
切割能力约为1000万片/年 ●我国多晶硅片 生产能力（MW ） 保定英利新能源有限公司 6 浙江精功光电有限公司2● 保定英利新能源有限公司● 垂直集成型，目前公司具有6MW 多晶硅片、10MW 电池片、50MW 电池组件的生产能力。
● 二期投资完成后,硅片的年生产能力将达到70MW ，将新增DSS 多晶硅铸锭机20台,破锭机3台,多线切割机5台。
●浙江精功光电有限公司（前身为浙江中意太阳能有限公司）●原为中方与意大利ENITECHNOLOGIE 合资企业，多晶硅片生产能力2MW。
有扩大生产规模至20MW 的计划。
●在建和筹建的多晶锭、片企业●精功绍兴太阳能技术有限公司（筹建）●精功集团与德国布莱斯-戴姆勒集团(Preiss-Daimler)共同投资兴建。
引进GT Sola设备和技术。
一期10MW，二期将达20MW。
●力诺太阳能基地项目（济南）●太阳能多晶硅片2500万片，太阳能电池片50MW，太阳能电池组件50MW，太阳能电站10MW。
●该项目第一期是利用现有土地和厂房，购置多晶硅铸锭炉5台，1台破锭机和1台SD-B型线切割机等主要设备。
年产量为多晶硅片500万片,第二期1000万片，第三期2500万片（新疆新能源公司20MW硅片项目，资金筹措中）非晶硅太阳电池非晶硅太阳电池又称“无定形硅太阳电池”，简称“ a—Si太阳电池"。
它是太阳电池发展中的后起之秀。
非晶硅太阳电池的最大特点是薄，不同于单晶硅或多晶硅太极电池需要以硅片为底村，而是在玻璃或不锈钢带等材料的表面镀上一层薄薄的硅膜，其厚度只有单晶硅片的1/300。
因此，可以大量节省硅材料，加之可连续化大面积生产，能耗也低，成本自然也低。
由于电池本身是薄膜型的，太阳的光可以穿透，所以还可做成叠层式的电池，以提高电池的电压。
通常单晶硅太阳电池每个单体只有0．5伏左右的电压，必须几个单体串联起来，才能获得一定的电压。
非晶太阳硅电池一个就能做到几伏电压，使用比较方便。
非晶硅太阳能电池是最理想的一种廉价太阳电池。
作为一种弱光微型电源使用，如小型计算器、电子手表等。
非晶硅科技已转化为一个大规模的产业，世界上总组件生产能力每年在50MW以上，组件及相关产品销售额在10亿美元以上。