太陽(yáng)能光伏畢業(yè)論文.doc

太陽(yáng)能光伏畢業(yè)論文I太陽(yáng)能光伏畢業(yè)論文目錄摘要.IIIABSTRACT.IV1緒論.-1-1.1課題研究背景.-1-1.2太陽(yáng)能的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì).-2-2太陽(yáng)能電池原理及結(jié)構(gòu).-4-2.1太陽(yáng)能電池基本原理.-4-2.2太陽(yáng)能電池基本結(jié)構(gòu).-6-2.3太陽(yáng)能電池主要特性.-6-2.3.1光譜響應(yīng)特性.-7-2.3.2溫度特性.-7-2.4影響太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率的因素.-8-2.5提高太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率的各種技術(shù).-9-3太陽(yáng)能電池的分類.-13-3.1按材料分類.-13-3.2按形態(tài)結(jié)構(gòu)分類.-16-4太陽(yáng)能級(jí)硅材料的制備工藝.-19-4.1高純多晶硅制備的傳統(tǒng)工藝.-19-4.1.1改良西門子法.-19-4.1.2硅烷法.-19-4.2單晶硅生產(chǎn)工藝.-20-4.2.1切客勞斯基法(Czochralskimethod).-20-4.2.2懸浮區(qū)熔法.-20-4.3太陽(yáng)能級(jí)硅制備的化學(xué)法新工藝.-21-5太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)工藝.-22-6太陽(yáng)能電池的應(yīng)用.-24-太陽(yáng)能光伏畢業(yè)論文II謝辭.-28-參考文獻(xiàn).錯(cuò)誤!未定義書簽。太陽(yáng)能光伏畢業(yè)論文III摘要隨著化石能源的日益枯竭、人們對(duì)環(huán)境保護(hù)問(wèn)題的重視程度不斷提高，尋找潔凈的替代能源問(wèn)題變得越來(lái)越迫切。太陽(yáng)能作為一種可再生清潔能源，并可持續(xù)利用，因此有著廣闊的應(yīng)用前景，光伏發(fā)電技術(shù)也越來(lái)越受到人們的關(guān)注。為了能使光伏產(chǎn)品得到普及，進(jìn)一步提高效率、降低成本是光電池的發(fā)展趨勢(shì)。提高太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率，降低成本，關(guān)鍵是提高太陽(yáng)能的利用率。本文在詳細(xì)介紹太陽(yáng)能電池工作原理、基本結(jié)構(gòu)及主要特性的基礎(chǔ)上，研究了太陽(yáng)能電池的加工工藝。具體內(nèi)容如下:分析了太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率及影響因素，并研究了提高太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率的主要技術(shù)，如減少反射損失技術(shù)、減少載流子損失技術(shù)和減少光透射損失技術(shù)等。關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能；太陽(yáng)能電池；轉(zhuǎn)換效率太陽(yáng)能光伏畢業(yè)論文IVThePrincipleandProcessingofSolarCellTechnologyResearchABSTRACTWiththeincreasingdepletionoffossilenergy,environmentalprotectionawarenessoftheimportanceandtheconstantincrease,lookforcleanalternativeenergyissuesbecomemoreurgent.Solarenergyasarenewablecleanenergy,andsustainableuse,ithasbroadapplicationprospects,photovoltaicpowergenerationtechnologyismoreandmoreattention.Inordertomakephotovoltaicproductshavebeenpopular,andfurtherimproveefficiency,reducecostsisthedevelopmenttrendofphotovoltaiccells.Improvesolarcellconversionefficiency,reducecosts,thekeyistoimprovetheutilizationofsolarenergy.Thisarticledescribesindetailtheworkingprincipleofsolarcells,thebasicstructureandmainfeatures,basedonstudiesofthesolarcellprocessingtechnology.Detailsareasfollows:analysisofthesolarcellconversionefficiencyandtheimpactfactorsandresearchtoimprovesolarcellconversionefficiencyofthemajortechnologies,suchastechnologytoreducereflectionlosses,reducethelossofcarriertechnologiesandreducethelossoflighttransmissiontechnology.Keywords:solarenergy；solarcells；conversionefficiency太陽(yáng)能光伏畢業(yè)論文-1-1緒論1.1課題研究背景自人類社會(huì)誕生以來(lái)，能源一直是人類生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著社會(huì)的發(fā)展，能源在社會(huì)發(fā)展中的重要性越來(lái)越突出，尤其是近年來(lái)各國(guó)日益呈現(xiàn)出來(lái)的能源危機(jī)問(wèn)題，更加明顯地把能源置于社會(huì)發(fā)展的首要地位。根據(jù)BP世界能源統(tǒng)計(jì)2005的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，以目前的開采速度計(jì)算，全球石油儲(chǔ)量可供生產(chǎn)40多年，天然氣和煤炭則分別可以供應(yīng)67年和164年。而我國(guó)的能源資源儲(chǔ)量情況更是危機(jī)逼人，按2000年底的統(tǒng)計(jì)，探明可開發(fā)能源總儲(chǔ)量約占世界總量的10.1%。我國(guó)能源剩余可開采總儲(chǔ)量的結(jié)構(gòu)為:原煤占58.8%，原油占3.4%，天然氣占1.3%，水資源占36.5%。我國(guó)能源可開發(fā)剩余可采儲(chǔ)量的資源保證程度為129.7年。自從工業(yè)革命以來(lái)，約80%溫室氣體造成的附加氣候強(qiáng)迫是由人類社會(huì)活動(dòng)引起的，其中CO2的作用約占60%，而化石能源的燃燒是CO2的主要排放源。隨著化石能源的逐步消耗以及化石能源的開發(fā)和利用所造成的環(huán)境污染和生態(tài)破壞問(wèn)題的日益嚴(yán)重，開發(fā)和利用能夠支撐人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的新能源和可再生能源成為人類急切需要解決的問(wèn)題。新能源與可再生能源是指除常規(guī)化石能源和大中型水力發(fā)電、核裂變發(fā)電之外的生物質(zhì)能、太陽(yáng)能、風(fēng)能、小水電、地?zé)崮芤约昂Ｑ竽艿纫淮文茉础Ｑ芯亢蛯?shí)踐表明，新能源和可再生能源資源豐富、分布廣泛、可以再生且不污染環(huán)境，是國(guó)際社會(huì)公認(rèn)的理想替代能源。新能源和可再生能源的開發(fā)利用不僅可以解決目前世界能源緊張的問(wèn)題，還可以解決與能源利用相關(guān)的環(huán)境污染問(wèn)題，促進(jìn)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性發(fā)展。根據(jù)國(guó)際權(quán)威機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè)，到21世紀(jì)60年代，全球新能源與可再生能源的比例，將會(huì)發(fā)展到世界能源構(gòu)成的50%以上，成為人類社會(huì)未來(lái)能源的基石和化石能源的替代能源。如圖1.1所示是世界能源發(fā)展趨勢(shì)圖1，從圖中我們可以看出，可再生能源的比重將逐漸上升，尤其太陽(yáng)能發(fā)電的應(yīng)用將占到很大比重。目前世界大部分國(guó)家能源供應(yīng)不足，不能滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，各國(guó)紛紛出臺(tái)各種法規(guī)支持開發(fā)利用新能源和可再生能源，使得新能源和可再生能源在全球升溫。20世紀(jì)90年代以來(lái)，以歐盟為代表的地區(qū)集團(tuán)，大力開發(fā)利用可再生能源，連續(xù)10年可再生能源發(fā)電的年增長(zhǎng)速度都在15%以上。以德國(guó)、西班牙為代表的一些國(guó)家通過(guò)立法方式，促進(jìn)可再生能源的發(fā)展，1999年以來(lái)可再生能源年均增長(zhǎng)速度均達(dá)到30%以上。西班牙2003年風(fēng)力發(fā)電機(jī)占到全國(guó)發(fā)電機(jī)總量的4%，德國(guó)在過(guò)去11年間，風(fēng)力發(fā)電增長(zhǎng)21倍，2003年占全國(guó)發(fā)電量的3.1%。瑞典和奧地利的生物質(zhì)能源在其能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中高達(dá)15%以上。太陽(yáng)能光伏畢業(yè)論文-2-圖1.1世界能源發(fā)展趨勢(shì)聯(lián)合國(guó)氣候變化框架條約締約國(guó)簽訂的京都議定書在2005年2月16日生效，簽署的國(guó)家已達(dá)185個(gè)。中國(guó)是第37個(gè)簽約國(guó)。議定書主要反映了人類應(yīng)對(duì)地球變暖這一有害現(xiàn)象進(jìn)行有效控制的迫切需要，規(guī)定主要工業(yè)國(guó)(發(fā)達(dá)國(guó)家)在2008-2012年期間將二氧化碳等6種溫室氣體排放量從1990年的水平進(jìn)行削減。全球削減溫室氣體排放的京都議定書重新引起了世界范圍內(nèi)對(duì)可再生能源的重視。我國(guó)擁有豐富的新能源與可再生能源可供開發(fā)利用，近十年來(lái)的高速經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)使我國(guó)迫切需要加大對(duì)新能源和可再生能源的開發(fā)利用，以解決能源短缺問(wèn)題，保障能源供應(yīng)安全2。1.2太陽(yáng)能的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)太陽(yáng)能是一種能量巨大的可再生能源，據(jù)估算，太陽(yáng)能傳送到地球上的能源，每40秒鐘就有相當(dāng)于210億桶石油的能量傳送到地球，相當(dāng)于全球一天所消耗的能源。在目前的幾種新能源技術(shù)中，太陽(yáng)能以其突出的優(yōu)勢(shì)被定位為最具前景的未來(lái)能源，有無(wú)盡的潛力。目前太陽(yáng)能利用的方式有:太陽(yáng)能光伏發(fā)電，太陽(yáng)能熱利用，太陽(yáng)能動(dòng)力利用，太陽(yáng)能光化學(xué)利用，太陽(yáng)能生物利用。其中太陽(yáng)能光伏發(fā)電以其優(yōu)異的特性近年來(lái)在全世界范圍得到了快速發(fā)展，被認(rèn)為是當(dāng)前世界上最具發(fā)展前景的新能源技術(shù)，各發(fā)達(dá)國(guó)家均投入巨資競(jìng)相研究開發(fā)，并積極推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，大力開拓太陽(yáng)能光伏發(fā)電的市場(chǎng)應(yīng)用3-5。太陽(yáng)能光伏發(fā)電是利用太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)化為電能的一種發(fā)電方式，太陽(yáng)能電池單元是光電轉(zhuǎn)化的最小單位，是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的核心，其開發(fā)、生產(chǎn)直接影響到太陽(yáng)能發(fā)電的普及和發(fā)展。將太陽(yáng)能電池單元進(jìn)行串并聯(lián)并封裝后可以做成太陽(yáng)能電池組件，其功率一般為幾瓦到幾百瓦，這種太陽(yáng)能電池組件是可以單獨(dú)作為電源使用的最小單元，可以將太陽(yáng)能電池組件進(jìn)行進(jìn)一步的串并聯(lián)，構(gòu)成太陽(yáng)能電池方陣，以滿足負(fù)載所需要的太陽(yáng)能光伏畢業(yè)論文-3-功率輸出。和常規(guī)能源相比較，太陽(yáng)能資源具有如下5個(gè)優(yōu)越性:（1）取之不盡，用之不竭太陽(yáng)內(nèi)部由于氫核的聚變熱核反應(yīng)，從而釋放出巨大的光和熱，這就是太陽(yáng)能的來(lái)源。根據(jù)氫核聚變的反應(yīng)理論計(jì)算，如果太陽(yáng)像目前這樣，穩(wěn)定地每秒鐘向其周圍空間發(fā)射輻射能，在氫核聚變產(chǎn)能區(qū)中，氫核穩(wěn)定燃燒的時(shí)間，可在60億年以上。也就是說(shuō)太陽(yáng)能至少還可像現(xiàn)在這樣有60億年可以穩(wěn)定地被利用。（2）就地可取，不需運(yùn)輸?shù)V物能源中的煤炭和石油資源在地理分布上的不均勻，以及全世界工業(yè)布局的不均衡造成了煤炭和石油運(yùn)輸?shù)牟痪?。這些礦物能源必須經(jīng)過(guò)開采后長(zhǎng)途運(yùn)送，才能到達(dá)目的地，給交通運(yùn)輸造成壓力。（3）分布廣泛，分散使用太陽(yáng)能年輻射總量一般大于5.04x106kJ/m2，就有實(shí)際利用價(jià)值，若每年輻射量大于6.3x106kJ/m2，則為利用較高的地區(qū)。世界上約有二分之一的地區(qū)可以達(dá)到這個(gè)數(shù)值。雖然太陽(yáng)能分布也具有一定的局限性，但與礦物能、水能和地?zé)崮艿认啾热钥梢暈榉植驾^廣的一種能源。（4）不污染環(huán)境，不破壞生態(tài)人類在利用礦物燃料的過(guò)程中，必然釋放出大量有害物質(zhì)，如SO2，CO2等，使人類賴以生存的環(huán)境受到了破壞和污染。此外，其它新能源中水電、核能、地?zé)崮艿?，在開發(fā)利