太陽能電池及材料

1、Seminar ISeminar I太陽能電池及材料研究 報 告 人：葉 威 指導老師：張華民 研究員2005年5月17日報告內容v序言v太陽能電池簡介v太陽能電池工作原理v太陽能電池分類v太陽能電池對材料的要求v各類太陽能電池的制造方法及研究狀況v利用太陽能電池發(fā)電的優(yōu)缺點v太陽能電池的展望一、序言1、地球每天接收的太陽能，相當于整個世界一年所消耗的總能量的200倍。太陽每秒發(fā)出的能量就大約相當于1.3億億噸標準煤完全燃燒時所釋放出的全部熱量。2、包括風能、海洋能等，都是太陽能的子孫、都是太陽能轉換而成。3、太陽能是人類取之不盡用之不竭的可再生清潔能源。太陽能電池是太陽能利用的重要途徑之一太

2、陽能電池是太陽能利用的重要途徑之一二、太陽能電池簡介1、太陽光能轉換成電能的裝置，采用半導體產生PN結來獲得電位。2、太陽能電池是物理電池之一。 三、太陽能電池工作原理光伏效應四、太陽能電池的分類 1、硅系太陽能電池 2、多元化合物薄膜太陽能電池 3、聚合物多層修飾電極型電池 4、納米晶化學太陽能電池據(jù)所用材料分砷化鎵III-V化合物硫化鎘銅銦硒單晶硅太陽能電池多晶硅薄膜太陽能電池非晶硅薄膜太陽能電池五、太陽能電池對材料的要求半導體材料的禁帶不能太寬要有較高的光電轉換效率材料本身對環(huán)境不造成污染材料便于工業(yè)化生產且材料性能穩(wěn)定六、各類太陽能電池的制造方法及研究狀況種類材料太陽能單電池效率太陽能

3、電池模塊效率主要制備方法優(yōu)點缺點硅系太陽能電池單晶硅1524%1320%表面結構化發(fā)射區(qū)鈍化分區(qū)摻雜效率最高技術成熟工藝繁瑣成本高多晶硅1017%1015%化學氣相沉積法液相外延法濺射沉積法無效率衰退問題成本遠低于單晶硅效率低于單晶硅非晶硅813%510%反應濺射法PECVD法LPCVD法成本較低轉換效率較高穩(wěn)定性不高種類材料 單電池效率模塊效率主要制備方法優(yōu)點缺點多元化合物薄膜太陽能電池砷化鎵19 32%2330%MOVPE和LPE技術效率較高成本較單晶硅低易于規(guī)模生產原材料鎘有劇毒碲化鎘1015%710%銅銦硒1012%810%真空蒸鍍法和硒化法價格低廉性能良好工藝簡單原材料來源比較有限納

4、米晶化學太陽能電池811%8%溶膠凝膠法水熱反應濺射法成本低廉工藝簡單性能穩(wěn)定聚合物多層修飾電極型太陽能電池35%處于研發(fā)當中易制作材料廣泛成本低壽命短七、利用太陽能電池發(fā)電的優(yōu)缺點優(yōu)點：屬于可再生能源，不必擔心能源枯竭太陽能本身并不會給地球增加熱負荷運行過程中低污染、平穩(wěn)無噪音發(fā)電裝置需要極少的維護,壽命可達20年所產生的電力既可供家庭單獨使用也可并入電網用途廣泛缺點：受地域及天氣影響較大由于太陽能分散、密度低，發(fā)電裝置會占去較大的面積光電轉化效率低致使發(fā)電成本較傳統(tǒng)方式偏高八、太陽能電池的展望uIII-V族化合物及銅銦硒等系由稀有元素所制備，但從材料來源看，這類太陽能電池將來不可能占據(jù)主導

5、地位。u另兩類電池納米晶太陽能電池和聚合物修飾電極太陽能電池，它們的研究剛剛起步，短時間內不可能替代應系太陽能電池。u從轉換效率和材料的來源角度講，多晶硅和非晶硅薄膜電池將最終取代單晶硅電池，成為市場的主導產品。u今后研究的重點除繼續(xù)開發(fā)新的電池材料外應集中在如何降低成本上來，近來國外曾采用某些技術制得硅條帶作為多晶硅薄膜太陽能電池的基片，以達到降低成本的目的，效果還是比較理想的。參考文獻n李彩華 譯，太陽電池，北京大學出版社，1990n尤如瑾，世界太陽光電產業(yè)現(xiàn)況展望，機械工業(yè)特訊，2005（263）：156166n Solar Energy Research Institute. Basi

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