1、太阳能电池学生 PPT.txt32 因为爱心，流浪的人们才能重返家园；因为爱心，疲惫的灵魂才能活力如初。渴望爱心，如同星光渴望彼此辉映；渴望爱心，如同世纪之歌渴望永远被唱下去。 本文由 zfmfns0646 贡献本文由江枫 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
2、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 1
3、00KW 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
4、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
5、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
6、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 35.1329.46 70初(地面应用) 47.3354.44 70 年代末 8.625.5 4.615.9 3.483.3 0.260.3 0.390.3 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
7、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 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
8、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。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； 材料的国产化和提高性能； 硅基薄膜电池 低温过程(PECVD) 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
9、： 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
10、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
11、 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、村寨供电的独立系统、 阳能庭院灯、太阳能发电户用系统、村寨供电的独立系统、 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、石油输油管道阴极保 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
12、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、
13、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
14、洋、 石油、海洋、气象领域 石油管道和水库闸门阴极保护太阳能电源系统、 石油管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 独立光伏电站 风光（ 独立光伏电站、 互补电站、 10KW-50MW 独立光伏电站、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11
