第三代太阳能电池
光伏电站项目中的关键技术创新与应用
光伏电站项目中的关键技术创新与应用随着环保理念的日益深入人心，光伏发电作为一种新型的绿色能源，受到了越来越多的关注和推广。
光伏电站是光伏发电的核心，而其中的关键技术创新和应用，更是推动其快速发展的重要原因之一。
本文将从太阳能电池板、光伏逆变器以及光伏电站监测系统三个方面，详细探讨光伏电站项目中的关键技术创新与应用。
一、太阳能电池板太阳能电池板是光伏电站中最核心的部分，其转换效率直接影响着光伏电站的发电量和运行成本。
在传统电池板的基础上，新一代太阳能电池板在材料、工艺、结构等多方面进行了创新和改进。
材料方面，第三代太阳能电池板采用了纳米材料，将太阳能吸收效率提升到了50%以上。
工艺方面，采用钙钛矿薄膜制造太阳能电池板，能够使电池板在低光照条件下仍能维持高发电效率。
结构方面，采用透明性佳的电子导线替代传统的铜导线，使太阳能电池板的光吸收和光传输效率更高。
二、光伏逆变器光伏逆变器是将太阳能电池板产生的直流电转换成交流电的核心设备。
其转换效率和可靠性也直接影响着光伏电站的发电效率和运行稳定性。
针对此问题，新一代光伏逆变器在电路设计、转换效率等方面进行了创新和优化。
电路设计方面，采用多电平逆变模式来提高效率，在保持高质量输出的同时，能够减少无功功率的损失。
转换效率方面，利用新款氮化镓器件，使光伏逆变器的转换效率从传统的90%提高到了97%以上。
三、光伏电站监测系统光伏电站监测系统是为了提高光伏电站的运行效率和管理水平而设计的。
此系统通过对光伏电站的各项数据进行实时监控和分析，能够实现对发电效率、电站运行状况、设备故障等方面进行远程监测和管理。
为了更好地实现光伏电站的管理，新一代光伏电站监测系统在数据处理、数据传输、数据管理等多方面进行了创新和优化。
数据处理方面，采用人工智能技术，能够更加准确地分析和预测电站发电效率及设备运行状态。
数据传输方面，通过采用物联网和云计算技术，实现了对数据的实时采集、传输和共享。
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光伏效应的基本原理
❖ 理想太阳电池的等效电路：在恒定光照下，光电流是恒定的，它一
部分流经负载，在负载两端建立起端电压；另一部分作用于p-n结，形成 正向偏置，引起一股与光电流方向相反的暗电流。
❖ 实际太阳电池的等效电路：实际工作的太阳电池由于电极的接触和
材料本身的电阻率，存在着串联电阻的损耗；电池边沿的漏电和电池的微 裂纹、划痕等造成的金属桥漏电，相当于并联电阻的损耗。
❖ 这篇文章中还指出：并不是能够转换入射光子能量而直接产生输出电压
的器件都叫光生伏特效应。例如Dember效应，指半导体吸收光子后产生能 自由移动的电子和空穴，由于电子和空穴的扩散系数不一样，因此会在分 布不均的电子和空穴间产生内建电场。又如基于光电化学效应的染料敏化 太阳电池，因为要用到电解质且涉及到了化学反应，也不属于光生伏特效 应。
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❖ 光电效应简介 ❖ 太阳电池的开发背景 ❖ 光伏效应的基本原理 ❖ 太阳电池的发展历程(类型) ❖ 无机纳米晶/有机半导体杂化太阳电池 ❖ 太阳电池的应用和未来展望
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1.光电效应简介
❖ 光电效应(photoelectric)：物体吸收了光能后转换为该物体中 某些电子的能量而产生的电效应。
单晶硅太阳电池块状多晶硅太阳电池第一代太阳电池siliconbased多晶硅薄膜太阳电池薄膜多元化合物太阳电池单层结构双层异质结本体异质结无机有机杂化太阳电池非晶硅薄膜太阳电池叠层太阳电池染料敏化太阳电池量子点太阳电池热载流子太阳电池多能带太阳电池热光伏太阳电池有机化合物太阳电池第二代太阳电池thinfilms第三代太阳电池newconcept?硅材料太阳电池
②这种观点中的光电效应定义不同，即photoemission非photoelectric，其 对应的材料仅指的是金属。“利用金属的光电效应也可以制备太阳电池， 有光照的金属其化学势会稍微大于没有光照的金属的化学势，从而产生光 伏电压”，而“光生伏特效应是指光子入射到半导体的 p-n 结后，从 pn 结的二端电极产生可输出功率的电压伏特值”。
新型光伏技术的研发与应用
新型光伏技术的研发与应用近年来，随着环境污染、气候变化等问题的不断加剧，人们对于新能源的需求日益增长。
光伏作为新能源的代表之一，已逐渐成为人们关注的焦点。
而在当下，随着新型光伏技术的不断研发和应用，光伏产业的前景也愈加可观。
一、第一代光伏技术——硅基太阳能电池硅基太阳能电池是目前应用最广泛的光伏电池，它利用半导体材料对光的电磁辐射能的吸收和转换来产生电能。
但是，由于硅基材料的制造成本较高，并且其效率存在一定限制，因此在实际应用中仍存在一定的局限性。
二、第二代光伏技术——薄膜太阳能电池相比硅基太阳能电池，薄膜太阳能电池使用的材料更为便宜，而且制造工艺也更为简单，因此在成本和效率方面都具有优势。
薄膜太阳能电池可以制造成柔性的小型电池板，适用于电子产品等小尺寸电力需求，但其效率较低，仍需继续提升。
三、第三代光伏技术——钙钛矿太阳能电池钙钛矿太阳能电池是一种新类型的太阳能电池，其制造原料来源广泛，制造工艺也较为简单。
同时，钙钛矿太阳能电池具有高效率、稳定性好等优点，因此在未来光伏技术的发展中有着广泛的应用前景。
四、第四代光伏技术——多联接太阳能电池多联接太阳能电池是一种新型的太阳能电池，其特点在于将多个太阳能电池单元进行串联、并联以形成一个整体，从而提高光电转换效率。
多联接太阳能电池的效率、耐久性等方面都明显优于传统太阳能电池，因此也有较大的应用潜力。
五、新型光伏技术的应用在当下，新型光伏技术已经广泛应用于各个领域。
例如，在建筑物方面，太阳能屋顶、太阳能幕墙等已经成为建筑业中的新兴产业。
此外，光伏电站的建设也逐渐成为一种新型绿色能源供应方式，可以为城市的能源转型提供重要的支持。
同时，太阳能移动充电站、太阳能汽车等也使得人们在出行中能够更加便捷地使用绿色能源。
六、结语随着新型光伏技术的不断研发和应用，新能源产业的发展前景越来越广阔。
而在实际应用中，我们也应该积极推广使用新型光伏技术，助力绿色能源的发展，为实现可持续发展目标贡献自己的力量。
太阳能电池技术的发展历程与趋势
太阳能电池技术的发展历程与趋势太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的器件，它可以直接利用阳光的辐射能来产生电能，是可再生能源的一种重要来源。
太阳能电池技术的发展历程可以追溯到19世纪初，经过几十年的研究和发展，太阳能电池已经成为一种成熟的技术，并逐渐在工业和生活中得到广泛应用。
太阳能电池的发展可以分为以下几个阶段：1. 单晶硅太阳能电池（1950s-1960s）：最早的太阳能电池是由单晶硅制成的。
这种太阳能电池的制作过程较为复杂，成本较高，效率也不高。
2. 多晶硅太阳能电池（1970s-1980s）：为了降低太阳能电池的成本，研究人员开始探索使用多晶硅制作太阳能电池。
多晶硅太阳能电池的制作工艺相对简单，成本较低，效率也有所提高。
3. 薄膜太阳能电池（1990s-2000s）：薄膜太阳能电池采用了新的制作材料，如非晶硅、柔性聚合物等。
这种太阳能电池能够灵活应用于各种场景，并且制作成本相对较低，但效率相对较低。
4. 第三代太阳能电池（2000s至今）：随着科技的发展，研究人员开始探索新的太阳能电池技术，包括有机太阳能电池、钙钛矿太阳能电池、量子点太阳能电池等。
这些新型太阳能电池具有制作工艺简单、成本低、效率高等特点，被认为是太阳能电池技术的未来发展方向。
当前，太阳能电池技术正朝着以下几个趋势发展：1. 提高效率：太阳能电池的效率是指太阳能转化为电能的比例，当前主流的太阳能电池的效率约为20%左右。
研究人员正在不断寻求提高太阳能电池的效率，通过改良材料、结构和工艺等方面来实现。
2. 降低成本：目前，太阳能电池的制作成本较高，主要是由于材料成本和制造工艺的复杂性所导致的。
研究人员正在努力降低太阳能电池的制作成本，以提升其在市场中的竞争力。
3. 增强稳定性和可靠性：太阳能电池需要长时间稳定运行才能实现经济效益。
因此，研究人员正在致力于提高太阳能电池的稳定性和可靠性，以减少运行中出现的故障和损坏。
4. 发展新型材料和新工艺：为了进一步提高太阳能电池的效率和降低成本，研究人员正在开发新型材料和新工艺。
薄膜电池发展史
薄膜电池发展史如下：
薄膜电池技术起源于光生伏特效应的发现，并在近几十年中经历了快速的发展和技术革新。
薄膜电池是一种利用电子半导体和光学原理，通过薄层材料进行能量转换的技术。
这种电池因其成本效益和适应性强而被广泛应用于第二代和第三代太阳能光伏发电技术中。
具体来看，薄膜电池的发展可以分为以下几个阶段：
1. 早期发展：太阳能电池技术的早期发展可以追溯到19世纪末，当时科学家们发现了光生伏特效应，这是太阳能电池工作的基本原理。
2. 第一代太阳能电池：第一代太阳能电池以单晶硅为主，这标志着商业化太阳能电池的开始。
3. 第二代太阳能电池：随着时间的推移，多晶硅、非晶硅等太阳能电池开始出现，这些都属于第二代太阳能电池。
非晶硅薄膜电池在2000年前后是薄膜电池的主体。
4. 第三代太阳能电池：业界普遍认为太阳能电池的发展已经进入了第三代，这一代电池包括了更多高效、低成本的薄膜电池技术，如碲化镉薄膜电池和铜铟镓硒薄膜电池。
5. 光电转化率提升与成本下降：近年来，薄膜电池的光电转化率不断提升，推动了成本的持续下降。
碲化镉薄膜电池在实验室的最高转换效率达到了22.1%，而量产大组件的最高转换效率也在不断提高，使得薄膜电池走向规模化生产和商业化应用。
6. 现代应用：薄膜电池技术不仅应用于太阳能发电，还被有效地用于建筑一体化产品，如光伏幕墙、光伏屋顶等，为建筑提供清洁能源的同时，也起到了节能减排的作用。
综上所述，薄膜电池技术的发展是一个不断进步和创新的过程，它不仅推动了太阳能发电技术的进步，也为可持续能源的应用提供了更多可能性。
随着技术的不断成熟和成本的进一步降低，薄膜电池有望在未来的能源领域扮演更加重要的角色。
CIGS薄膜太阳能电池解析
现在CIGS组件处于产业化初级阶段，主要是美国、德国和日本等发达国 家公司。其工艺各具特色，主要采用的都是真空溅射技术，区别主要是制备 CIGS吸收层的部分工艺差别。下表给出了主要公司生产工艺比较。可以看出， 最主流形式是溅射金属预制层后硒化工艺。该工艺对溅射设备防腐要求低，维 护简单，生产过程更容易控制。也有采用四元化合物靶直接溅射CIGS的研究， 由于设备防腐要求高，吸收层存在缺陷，溅射后仍需要热退火处理，这种方法 现阶段没有表现出产业化优势。
CuInSe2黄铜矿晶格结构
非晶硅薄膜太阳能电池的优点
• • • • • • 低成本 能量返回期短 大面积自动化生产 高温性好 弱光响应好(充电效率高) 其他
• 低成本
• 单结晶硅太阳电池的厚度<0.5um。 • 主要原材料是生产高纯多晶硅过程中使用的硅烷，这种气体， 化学工业可大量供应，且十分便宜，制造一瓦非晶硅太阳能 电池的原材料本约RMB3.5-4（效率高于6%） • 且晶体硅太阳电池的基本厚度为240-270um，相差200多倍， 大规模生产需极大量的半导体级，仅硅片的成本就占整个太 阳电池成本的65-70%，在中国1瓦晶体硅太阳电池的硅材料 成本已上升到RMB22以上。
非晶硅太阳电池的市场
• 大规模地成本发电站
• 1996年美国APS公司在美国加州建了一个400千瓦的非晶硅电 站,引起光伏产业振动。 • Mass公司(欧洲第三大太阳能系统公司)去年从中国进口约 5MWp的非晶硅太阳能电池。 • 日本CANECA公司年产25MWp的非晶硅太阳能电池大部分输往 欧洲建大型发电站(约每座500KWp-1000KWp)。 • 德国RWESCHOOTT公司也具有30MWp年产量,全部用于建大规模 太阳能电站。
激子的增殖与第三代太阳能电池
（ 中 国科学院 理化技术研究所 ，北京 １ ０ ０ １ ９ ０ ）
摘
要： 通 过 激子增 殖 来提 高太 阳 能 电池 的 光一 电转换 效 率 是 近年 来颇 受重视
的一 个研 究方 向． 本 文 对激 子 增 殖 产 生的 途 径 与机 制 ， 以及 在 其形 成 过程 中应
注意 的各种 因素作 了扼 要 的介 绍 和 讨 论 ， 诸如 ： 冲 击 离子 化 过 程 、 声 子 瓶 颈 现 象、 热一 电子 的冷却 过程 、 Ａｕ ｇ ｅ ｒ 重合过 程 ， 以及 热一 电子 的 电子 转移 过 程等 ， 同 时
最 为重 要 的基本 环节 ， 即其转换 效 率 ， 它 的 亟待 提高 是 一个 受 到特 别关 注 的问题 ． 从 已得
到实 际应用 的 常规硅 基太 阳能 电池 而言 ， 其 效率迄 今 还处 于 ２ ０ 上下 ， 它 离应 当可 以达 到的理 论效 率 尚有一 定距 离 ， 足见 这项 工作 值得人 们 继续 为之努 力．
多重 ｐ － ｎ结叠合 的结 构予 以实现 ． 在此 方法 中 ， 太 阳辐射 的高 能量光 子可 被吸收体 中较 高 带 隙 的组分所 吸收 ， 而较 低能量 的光 子 则 可被 体 系 中较 低 带 隙 的组 分 所 吸 收 ， 于是 就 可 减 少 总的载 流子经 声子 发射而 引起 的弛豫 ． 在 这样 一种 有着 很 好 匹配 带 隙的无 穷层 叠 的
３ ． 研究 中的技 术
目标为 ： 效率理 论＞３ ２ （ Ｑｕ ｅ ｉ ｓ ｓ ｅ ｒ — Ｓ ｈ ｏ ｃ ｋ ｌ ｅ ｙ极 限） ， 及 低 成本 的高效 多 结 Ｉ Ｉ Ｉ — Ｖ 族 叠
层 电池 （ Ｔａ ｎ ｄ ｅ ｍ ｃ ｅ ｌ １ ） ． 包括 ： 热 载流子 太 阳电池 中间一 能带 Ｐ Ｖ 电池 量 子点太 阳电池 （ 多激子 生成 ＭＥ Ｇ）
第三代薄膜太阳能电池生产基地建设项目可行性研究报告
目 录
第一章 总 论..................................................................................................... 7
1.1 项目概要............................................................................................................................ 7 1.1.1 项目名称.................................................................................................................. 7 1.1.2 项目建设单位.......................................................................................................... 7 1.1.3 项目建设性质.......................................................................................................... 7 1.1.4 项目建设地点.......................................................................................................... 7 1.1.5 项目负责人.............................................................................................................. 7 1.1.6 项目投资规模.......................................................................................................... 7 1.1.7 项目建设规模.......................................................................................................... 8 1.1.8 项目资金来源.......................................................................................................... 9 1.1.9 项目建设期限.......................................................................................................... 9 1.2 项目提出背景.................................................................................................................... 9 1.2.1 太阳能光伏产业快速发展...................................................................................... 9 1.2.2 太阳能电池行业市场广阔.................................................................................... 10 1.2.3 CIGS 电池应用前景可观...................................................................................... 11 1.3 项目承建单位介绍.......................................................................................................... 11 1.4 编制依据.......................................................................................................................... 12 1.5 编制原则......................................................................................................................... 12 1.6 研究范围.......................................................................................................................... 13 1.7 主要经济技术指标.......................................................................................................... 13 1.8 综合评价.......................................................................................................................... 14
太阳能电池的原理、种类与应用
太阳能电池的原理、种类与应用开门八极（闵大荒男子职业技术学院，）摘要：本文综述了三代典型太阳能电池的原理、种类剂应用。
其中第一代太阳能电池是硅太阳能电池，第二代为化合物薄膜太阳能电池，第三代以染料敏化太阳能电池为代表。
关键词：太阳能电池、Si、电子跃迁、薄膜、光伏发电、染料一.太阳能电池的原理太阳能电池都是利用太的激发，在两个电极上分别产生异号光载流子，进而在两个极板间形成电势差。
由于太阳能电池种类存在差异，不同电池的工作原理不尽相同。
1.硅太阳能电池在超纯晶体硅的禁带宽度比绝缘体小。
在光照或者加热条件下，价带的电子容易激发到导带上去，而价带上留下空穴。
电子和空穴都是载流子，这两种能带都成了导带。
这种半导体成为本征半导体。
在纯硅中掺入杂质，将极大地影响其导电性。
若掺入P、As、Sb、Bi，多余的电子在靠近导带出处形成扽里的能级，容易进入导带。
这类半导体的载流子是电子，成为n型半导体。
反之，掺入B、Al、Ga、In，这类半导体的载流子是空穴，称为p型半导体。
将两种半导体结合和在一起，产生电势差，可将太阳能转变成电能。
[1]这种现象称为光生伏特效应2.化合物薄膜太阳能电池窗口层吸收层背接触层图1.化合物薄膜太阳能电池的结构图电池中的吸收层是薄膜电池的核心。
它主要由为砷化镓(GaAs)、铜铟硒(CuInSe) 碲化镉(CdTe)等半导体构成。
这种电池的原理与硅太阳能电池的原理非常类似，也涉及光电子在价带和导带之间的跃迁参数物质GaAs CuInSe2 CdT e 带隙/eV 1.4 1.1 1.5 产业化平均效率/% 29.5 17.1 8~10表格1.几种化合物半导体的性能参数3. 染料敏化太阳能电池染料敏化太阳电池(DSSC)的工作原理及工作过程包括：（1）照射至UDSSC电池的光阳极上，半导体薄膜上的染料会吸收光子的能量染料分子会从基态(S O)跃迁至激发态(S*)，(2)染料处在不稳定的激发态变成氧化态(S+)，电子注入半导体的导带(CB)(3)注入到半导体导带中的e一经扩散到达导电玻璃(4)处于氧化态(S+)的染料分子会与电解质中的厂离子发生氧化还原反应，染料从氧化态变回基态(5)流经外电路的电子，到达对电极与电解质中的‘发生氧化还原反应，电解质中的I3-变回I-但在前述循环反应中，同时会发生两种电子复合反应，而由复合反应产生电流会形成暗电流，其中包括(1*)半导体导带中的e-与氧化态的染料复合(2*)半导体导带(CB)中的e一与电解质中的I3- 复合图3.几种染料的结构式二.太阳能电池的种类导电TiO2玻璃+染料对电极负载图1.DSSC简明结构图如上面所说，太阳能电池分为硅太阳能电池、化合物薄膜太阳能电池、染料敏化太阳能电池三种。
第三代薄膜太阳能电池生产基地建设项目可行性研究报告
XXXXXX有限公司第三代薄膜太阳能电池生产基地建设项目可行性研究报告编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司编制时间：高级工程师：高建目录第一章总论 (7)1.1项目概要 (7)1.1.1项目名称 (7)1.1.2项目建设单位 (7)1.1.3项目建设性质 (7)1.1.4项目建设地点 (7)1.1.5项目负责人 (7)1.1.6项目投资规模 (7)1.1.7项目建设规模 (8)1.1.8项目资金来源 (9)1.1.9项目建设期限 (9)1.2项目提出背景 (9)1.2.1太阳能光伏产业快速发展 (9)1.2.2太阳能电池行业市场广阔 (10)1.2.3 CIGS电池应用前景可观 (11)1.3项目承建单位介绍 (11)1.4编制依据 (12)1.5 编制原则 (12)1.6研究范围 (13)1.7主要经济技术指标 (13)1.8综合评价 (14)第二章项目必要性及可行性分析 (16)2.1项目建设必要性分析 (16)2.1.1产业发展优势明显 (16)2.1.2CIGS具备优良特性 (16)2.1.3中国太阳能电池行业发展的迫切需要 (17)2.1.4节约能源节省成本的需要 (17)2.1.5提升国内CIGS电池技术优势的需要 (18)2.2项目建设可行性分析 (19)2.2.1 项目公司实力支持 (19)2.2.2人才团队支持 (19)2.2.3技术实力支持 (19)2.2.4管理可行性 (20)2.3分析结论 (20)第三章行业市场分析 (21)3.1太阳能产业发展分析 (21)3.1.1太阳能简介 (21)3.1.2太阳能光热转换 (22)3.1.3太阳能光电转换 (22)3.1.4太阳能光伏概况 (23)3.2世界太阳能光伏产业发展分析 (25)3.2.1全球光伏产业发展概况 (25)3.2.2全球光伏产业链结构 (26)3.2.3中国光伏产业发展前景 (27)3.3太阳能电池行业发展分析 (29)3.3.1太阳能电池市场状况 (29)3.3.2太阳能电池应用领域 (30)3.4薄膜太阳能电池发展分析 (31)3.4.1薄膜太阳能电池发展现状 (31)3.4.2 CIGS电池应用优势分析 (36)3.4.3CIGS薄膜电池应用前景 (37)3.5市场分析结论 (38)第四章项目建设条件 (39)4.1地理位置选择 (39)4.2区域投资环境 (39)4.2.1区域位置 (39)4.2.2自然气候条件 (40)4.2.3地理地形条件 (40)4.2.4区域资源环境 (41)4.2.5区域经济环境 (42)4.2.6区域基础设施条件 (42)第五章总体建设方案 (44)5.1土建方案 (44)5.1.1方案指导原则 (44)5.1.2土建方案的选择 (44)5.2工程管线布置方案 (44)5.2.1给排水 (44)5.2.2供电 (45)5.3主要建设内容 (45)5.4道路设计 (46)5.5总图运输方案 (46)5.6土地利用情况 (46)5.6.1项目用地规划选址 (46)5.6.2用地规模及用地类型 (46)第六章产品方案及工艺技术 (48)6.1产品介绍 (48)6.1.1产品简介 (48)6.1.2产品基本结构 (48)6.1.3产品工艺方案 (49)6.2产品特点介绍 (50)6.3市场表现形式 (51)6.3主要设备选型 (52)第七章节约能源方案 (53)7.1用能标准和节能规范 (53)7.2节能概况及节能效果 (53)7.3节能措施 (54)第八章环境保护与消防措施 (56)8.1设计依据及原则 (56)8.1.1环境保护设计依据 (56)8.1.2设计原则 (56)8.2建设地环境条件 (57)8.3 项目建设和生产对环境的影响 (57)8.3.1 项目建设对环境的影响 (57)8.3.2 项目生产过程产生的污染物 (58)8.4 环境保护措施方案 (58)8.4.1 项目建设期环保措施 (58)8.4.2 项目运营期环保措施 (59)8.5绿化方案 (60)8.6消防措施 (61)8.6.1设计依据 (61)8.6.2防范措施 (61)8.6.3消防管理 (62)8.6.4消防措施的预期效果 (63)第九章劳动安全卫生 (64)9.1 编制依据 (64)9.2概况 (64)9.3 劳动安全 (64)9.3.1工程消防 (64)9.3.2防火防爆设计 (65)9.3.3电力 (65)9.4劳动卫生 (66)9.4.1防暑降温 (66)9.4.2卫生 (66)9.4.3照明 (66)第十章企业组织机构与劳动定员 (67)10.1组织机构 (67)10.2劳动定员 (67)10.3福利待遇 (67)第十一章项目实施规划 (69)11.1建设工期的规划 (69)11.2 建设工期 (69)11.3实施进度安排 (69)第十二章投资估算与资金筹措 (70)12.1投资估算依据 (70)12.2建设投资估算 (70)12.3流动资金估算 (71)12.4资金筹措 (71)12.5项目投资总额 (71)12.6资金使用和管理 (74)第十三章财务及经济评价 (75)13.1总成本费用估算 (75)13.1.1基本数据的确立 (75)13.1.2产品成本 (76)13.1.3平均产品利润与销售税金 (77)13.2财务评价 (77)13.2.1项目投资回收期 (77)13.2.2项目投资利润率 (78)13.2.3不确定性分析 (78)13.3综合效益评价结论 (81)第十四章风险分析及规避 (83)14.1项目风险因素 (83)14.1.1不可抗力因素风险 (83)14.1.2技术风险 (83)14.1.3场风险 (83)14.1.4金管理风险 (84)14.2风险规避对策 (84)14.2.1不可抗力因素风险规避对策 (84)14.2.2技术风险规避对策 (84)14.2.3市场风险规避对策 (84)14.2.4资金管理风险规避对策 (85)第十五章招标方案 (86)15.1招标管理 (86)15.2招标依据 (86)15.3招标范围 (86)15.4招标方式 (87)15.5招标程序 (87)15.6评标程序 (88)15.7发放中标通知书 (88)15.8招投标书面情况报告备案 (88)15.9合同备案 (88)第十六章结论与建议 (89)16.1结论 (89)16.2建议 (89)附表 (90)附表1 销售收入预测表 (90)附表2 总成本表 (91)附表3 外购原材料表 (92)附表4 外购燃料及动力费表 (93)附表5 工资及福利表 (94)附表6 利润与利润分配表 (95)附表7 固定资产折旧费用表 (96)附表8 无形资产及递延资产摊销表 (97)附表9 流动资金估算表 (98)附表10 资产负债表 (99)附表11 资本金现金流量表 (100)附表12 财务计划现金流量表 (101)附表13 项目投资现金量表 (103)附表14 资金来源及运用表 (105)第一章总论1.1项目概要1.1.1项目名称第三代薄膜太阳能电池生产基地建设项目1.1.2项目建设单位XXXXXX有限公司1.1.3项目建设性质新建项目1.1.4项目建设地点本项目建设地址是XXX1.1.5项目负责人XX1.1.6项目投资规模项目的总投资为45191.20万元，其中，建设投资为39807.85万元（土建工程为17893.42万元，设备及安装投资13982.68万元，土地费用3000.00万元，其他费用为352.08万元，预备费4579.66万元），铺底流动资金为5383.36万元。
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染料敏化太阳能电池的原理
染料敏化太阳能电池主要是由光阳极，电解质，和对电极组成的。光阳极半导体一般为
二氧化钛，常用电解液一般是含有I-和I3-氧化还原电对的电解质，对电极主要是金属对电
极和碳对电极。主要原理是(1).染料分子（D）在受到太阳光照射后由基态跃迁至激发态
（D*），(2).处于激发态的染料分子将电子注入到光阳极半导体的导带中，激发态的染料分
子被氧化，(3).电子经导电基底流入外电路。(4).氧化态的染料被I-还原成基态，使得染料分
子再生，(5).I3-扩散到对电极后接受电子被还原，从而完成一个循环。(6).二氧化钛导带中接
收的电子和氧化态染料复合，(7).导带上的电子和I3-复合，电池原理由主要由如上过程组成。
1.D+hv→D*
2.D*→D++e-
3.电子经导电基底流入外电路
4.3I-+2D+→I3-+D
5.I3-+2e-→3I-
6.D++e
-
→D
7.I3-+2e-→3I-
染料敏化太阳能电池的特点
与传统的硅基太阳能电池相比较，染料敏化太阳能电池具有生产成本廉价[1]，生产过程
简单，无毒，无污染且适合大规模生产，相对高的光电转化率等优势。在技术方面，染料敏
化太阳能电池是一种光电化学太阳能电池，它主要由导电基底，光阳极，光敏染料，电解质
和电极五部分构成。其中光阳极是DSSC[2]电池的核心部件之一，其结构和材料组成强烈影
响着电池的光电转换效率。
染料敏化太阳能电池中二氧化钛的制备方法
用于染料敏化太阳能电池中的二氧化钛薄膜会对太阳能电池的效率产生重
要的影响，因此不同的制备方法具有不同的结构进而影响其性能和效率。主要的
制备方法如下。
（1）溶胶—凝胶法
溶胶—凝胶法是制备二氧化钛胶体最常用的一种方法，通常采用钛酸丁脂为
原料加入去离子水和无水乙醇配制成反应溶液，并加入冰醋酸和乙酰丙酮作为催
化剂，以缓解钛酸丁脂的强烈水解，在不断搅拌下即能形成均匀透明的溶液。通
过调节溶液的酸碱度可以得到不同晶相和尺寸的二氧化钛凝胶。另外还可以采用
四氯化钛水解后进行水热处理，通过控制前驱体的合成条件可以得到不同显微结
构和均质稳定的纳米氧化钛胶体。但由于二氧化钛胶体结晶性能差，且晶粒过细
严重降低光生电流的扩散，导致电池性能低下。
（2）水热合成法
水热合成法是一种在密闭容器内完成的化学方法，与凝胶溶胶法相比的主要
区别在于温度和压力，其最大的优点是不需要高温烧结即可得到结晶粉末，从而
省去了研磨和由此带来的杂质。Secung Yong Chae等将异丙醇钛逐滴加到乙醇和
水的混和溶液中，通过加入硝酸把溶液的Ph值调到0.7，然后在240℃保温4h
就能得到晶粒尺寸为7—25nm的纯二氧化钛胶体。Chung-Yi Huang 等研究了不
同水热温度下氧化钛薄膜的特性，发现当水热温度从180℃增加到260℃时，薄
膜颗粒尺寸从13.9nm增加到24.2nm同时平均孔径也从7.1nm增加到了15.7nm，
相应地比表面积从111.3㎡/ɡ减小到了63.8㎡/ɡ。
（3）直接氧化法
目前应用于染料敏化太阳能电池的纳米级二氧化钛的另一个重要发展方向
是利用规整有序的纳米棒来制备二氧化钛电极。直接氧化法是制备纳米级二氧化
钛棒的一个重要方法之一。WuJ等将干净的纯钛金属片置于50ml 30％的过氧化
氢溶液中，在353K保温72h，然后通过加入无机盐如氯化钠或者硫酸钠即可得
到纯二氧化钛溶胶，PengAndChen等在高温下将干净的金属钛片浸泡在丙醇溶液
中，以丙醇为氧化源可以制备致密和高度定向排列的纳米氧化钛棒。
染料敏化太阳能电池研究进展
敏化染料在DSSC中起着吸收可见光并提供电子的作用，是电池的关键组成部分。高性
能的敏化染料首先要能够很好的吸附在半导体表面，其次敏化染料的禁带宽带需要比半导体
薄膜的禁带宽度窄，而且其氧化态电位要比半导体的导带电位低，其还原态电位要比氧化还
原电解质的电位高。敏化染料的研究工作重点有两个方面，一是合成和发展光谱响应范围更
宽，成本更低，效率更高，稳定性更好的染料敏化剂。二是研究多种染料的协同敏化作用，
拓宽光谱响应范围[2]。
高分子太阳能电池的原理
高分子太阳能电池的工作原理是基于PN结的光生伏特效应，当N型半导体与P型半
导体通过适当的方法组合到一起时，在二者的交界处就形成了PN结，由于两种材料载流子
浓度存在差异，导致电子从N型半导体扩散到P型半导体中，空穴的扩散方向正好相反，
当二者的费米能级平衡后，PN结达到平衡，在结区形成内电场。而高分子太阳能电池因聚
合物高分子的引用，在原理和结构上有一些特别之处。在聚合物高分子太阳能电池中，光电
效应过程是在光敏层中产生的。共轭聚合物吸收光子以后并不直接产生可自由移动的电子和
空穴，而产生具有正负偶极的激子。只有当这些激子被解离成可自由移动的载流子，并被相
应的电极收集以后才能产生光伏效应。否则，由于激子所具有的高度可逆性，它们可通过发
光，弛豫等方式重新回到基态，不产生光伏效应的电能。在没有外加电场的情况下，如何使
光敏层产生的激子分离成自由载流子便成为聚合物太阳能电池正常工作的前提条件。当光照
到了电池的材料时，就会激发产生激子。如果光从给体材料一侧入射，电子就顺着价带能量
降低的方向。从给体的导带转移至受体的导带，同样当光照到了电池的受体材料时，空穴就
顺着导带能量升高的方向，从N区的价带转移至P区的价带。当电子和空穴从激子中分离
开以后，就成为自由电子和空穴，分别扩散至电极，从而产生光电流。在高分子太阳能电池
中，我们通常将P型材料称为给体，把N型材料称为受体。电子给体|受体方式是实现有机
光伏电池中激子分离的有效途径。因此，光敏层至少要使用两种功能材料即电子给体与电子
受体组成。目前电子给体材料主要使用共轭聚合物如PPV，聚噻吩类(PThs)[3]的衍生物，但
它们的能带间隙较高。最近发展了低能带间隙的电子给体材料如噻吩等的共聚物。而常用的
电子受体材料主要是有机受体C60及其衍生物，纳米ZnO,Cdse等无机受体材料以及含有氰
基等吸电子基团的共轭聚合物受体材料。为了使激子过程得以顺利进行，要求所选用电子给
体的最低空轨道能级比电子受体的最低空轨道能级稍高，这样在能量的驱动之下，电子由电
子给体相的最低最低空轨道转移到电子受体的最低空轨道上。一般情况下，电子给体相的最
低空轨道能级比电子受体的最低空轨道能级高0.3~0.4Ev时就能使激子有效地分离成自由载
流子。
影响高分子太阳能电池效率的因素
目前聚合物太阳能电池的效率还很低，如何提高它的转换效率是否能商业化和与传统无
机光伏电池竞争的关键。光敏层的响应范围和太阳光谱不匹配是当前限制聚合物电池能量转
换效率的一个重要原因，光敏层对太阳光谱的吸收程度直接影响着光伏电池的转换效率。寻
找光谱响应应与太阳光相匹配的有机光敏材料就成为目前研究的一个热点和解决聚合物电
池转化效率低的一个突破口。
高分子太阳能电池的特点
由于有机高分子材料柔性好，制作容易，材料来源广泛，成本低等优势，从而对大规模
利用太阳能，提供廉价电能具有重要意义。但以有机高分子材料制备太阳能电池的研究刚开
始，不论是使用寿命，还是电池效率都不能和无机材料特别是硅电池相比。
纳米结晶太阳能电池的原理和特点
美国Berkeley实验室和加州大学从溶液中成功制取无机纳米结晶染料敏化二氧化钛太
阳电池，并第一次用作超薄太阳能电池。用廉价的宽带隙氧化物半导体二氧化钛制备成纳米
晶薄膜，薄膜上吸附大量羧酸—联吡啶Ru(+2)的配合物的敏化染料，并选用含氧化还原电对
的低挥发性盐作为电解质研制而成。这种纳米结晶太阳能电池的优点在于廉价的成本，简单
的工艺且比从有机聚合物制取太阳能电池更易于制造，因其不含有有机材料，在空气中也更
为稳定。其光电效率稳定在百分之十以上，制作成本仅为硅太阳电池的1/5~1/10，寿命能
达到20年以上。但此类电池的研究和开发刚刚起步，估计不久的将来会逐步走上市场。
[1] 李晓冬.高性能染料敏化太阳能电池的制备与研究[D].上海: 华东师范大学,2011:1-155.
[2] 孙旭辉,包塔娜,张凌云等. 染料敏化太阳能电池的研究进展[J].化工进
展,2012,31(1):47-52.
[3] 张会京,候信.有机高分子/无机半导体杂化太阳能电池的发展现状与展望[J].化学进
展,2012,24(11):2107-2115.