太陽能晶硅電池發(fā)展歷程及其關(guān)鍵材料技術(shù)

1、太陽能晶硅電池發(fā)展歷程及其關(guān)鍵材料技術(shù)2.1前言部分 21世紀(jì)以來，全球范圍內(nèi)的傳統(tǒng)能源迅速短缺和環(huán)境污染日益嚴(yán)重，這兩個(gè)問題成為了制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要問題。太陽能作為一種清潔、無污染的新能源，早已走進(jìn)了人們的視野，太陽能發(fā)電及光伏產(chǎn)業(yè)近來受到了人們的高度重視。太陽能電池是利用光生伏特效應(yīng)直接把太陽能轉(zhuǎn)換成電能的一種器件。太陽能電池主要有塊狀太陽能電池和薄膜型太陽能電池兩大類，其中硅太陽能電池又可分為單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池等。硅太陽能電池由于其轉(zhuǎn)換效率比較高、性能穩(wěn)定、原材料豐富等優(yōu)點(diǎn)成為當(dāng)今光伏產(chǎn)業(yè)中的重要支柱。 太陽能電池以硅材料為主的主要原因： 對(duì)太陽能電池材料一般的要求： 1

2、、半導(dǎo)體材料的禁帶不能太寬； 2、要有較高的光電轉(zhuǎn)換效率： 3、材料本身對(duì)環(huán)境不造成污染； 4、材料便于工業(yè)化生產(chǎn)且材料性能穩(wěn)定。 基于以上幾個(gè)方面考慮，硅是最理想的太陽能電池材料，這也是太陽能電池以硅材料為主的主要原因。但隨著新材料的不斷開發(fā)和相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，以其它材料為基礎(chǔ)的太陽能電池也愈來愈顯示出誘人的前景。本文簡(jiǎn)要地綜述了太陽能電池的種類及其研究現(xiàn)狀，并討論了太陽能電池的發(fā)展及趨勢(shì)。 本文就晶硅太陽能電池的發(fā)展歷程及其關(guān)鍵材料技術(shù)展開介紹。 2.2主題部分 2.2.1太陽能電池發(fā)展歷程 從發(fā)現(xiàn)光伏現(xiàn)象，太陽能電池已經(jīng)有近170多年的發(fā)展歷史。1839年法國人發(fā)現(xiàn)了光伏現(xiàn)象，38年后才研

3、制出第一片硒太陽電池，僅有1%的轉(zhuǎn)換效率，作為發(fā)電沒能推廣。1954年美國貝爾實(shí)驗(yàn)室的3位科學(xué)家才做出具有實(shí)用價(jià)值的單晶硅電池（4.5%），幾年后迅速提升到10%，這時(shí)主要用于衛(wèi)星、航天器（價(jià)格太高，每瓦要近2000美圓）。 上世紀(jì)70年代后，由于化石能源危機(jī)（石油、煤炭），再生能源被各國重視，尤其是太陽能電池，此時(shí)的工藝、材料研究得到迅速發(fā)展，從1995年以后，太陽能電池以每年35%的年增長幅度高速發(fā)展。價(jià)格也大幅度降低（24美圓每瓦) 最近5年是世界光伏電池快速增長幾年，平均年增長速度超過40%。 2004年全球太陽能電池產(chǎn)量1200MW，2005年產(chǎn)量達(dá)到1650MW，比2004年增加38%。轉(zhuǎn)換效率常規(guī)生產(chǎn)單晶15.5%、多晶14.5%，實(shí)驗(yàn)室達(dá)24.8%。 由于世界各國加大了對(duì)硅和生產(chǎn)工藝的研究，加上地球硅材料及其豐富，有人預(yù)計(jì)，太陽能發(fā)電21世紀(jì)中