太陽(yáng)能電池及其未來(lái)

太陽(yáng)能電池及其未來(lái)三峽大學(xué)譚新玉太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁(yè)!太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁(yè)!內(nèi)容全球光伏產(chǎn)業(yè)介紹2中國(guó)太陽(yáng)能利用介紹4背景簡(jiǎn)介1總結(jié)與展望53太陽(yáng)能電池知識(shí)太陽(yáng)能電池知識(shí)介紹3太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁(yè)!石油40年天然氣61年煤碳227年化石能源是不可再生能源4太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁(yè)!臭氧層的破壞太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁(yè)!現(xiàn)在主要電力能源火電：燃料枯竭、惡化環(huán)境水電：資源有限，季節(jié)影響……核電：資源有限，安全隱患……人類需要新能源太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁(yè)!風(fēng)能廣義的太陽(yáng)能利用波浪能地?zé)崮苁苌镔|(zhì)能7生物能太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁(yè)!光伏發(fā)電（PV）熱發(fā)電（CSP）太陽(yáng)能發(fā)電的兩種方式8太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁(yè)!內(nèi)容背景簡(jiǎn)介1中國(guó)太陽(yáng)能利用介紹4全球光伏產(chǎn)業(yè)介紹2總結(jié)與展望59太陽(yáng)能電池簡(jiǎn)介3太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁(yè)!10美國(guó)。奧巴馬政府“綠色能源計(jì)劃”，“百萬(wàn)屋頂計(jì)劃”3年內(nèi)使太陽(yáng)能等可再生能源利用量增加1倍，2012年，可再生能源發(fā)電比例提高到10%。到2025年前，將投資1900億美元用于清潔能源和可再生能源的開發(fā)利用。日本。2008年發(fā)布“太陽(yáng)能發(fā)電普及行動(dòng)計(jì)劃”，3-5年后太陽(yáng)能電池系統(tǒng)的價(jià)格降至目前的一半左右，到2030年，太陽(yáng)能發(fā)電量要達(dá)到2005年的40倍。2009年重新啟動(dòng)太陽(yáng)能光伏補(bǔ)貼政策用戶可得到7萬(wàn)日元/千瓦的補(bǔ)貼。各國(guó)光伏應(yīng)用政策太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁(yè)!11中國(guó)光伏應(yīng)用政策大力開發(fā)和利用清潔能源是我國(guó)發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)和建設(shè)小康社會(huì)的戰(zhàn)略目標(biāo)?！笆濉蹦茉窗l(fā)展規(guī)劃中明確指出：“從發(fā)展戰(zhàn)略來(lái)說(shuō)，新能源必須具備一定規(guī)?！?。2020年，我國(guó)新能源占一次能源消費(fèi)的比重將達(dá)到15%左右?！笆濉逼谀?，新能源所占比重12%—13%。

太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁(yè)!2004-2008年全球光伏裝機(jī)量增長(zhǎng)趨勢(shì)圖

12全球光伏裝機(jī)演化圖太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁(yè)!中國(guó)太陽(yáng)能分布圖太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁(yè)!14太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁(yè)!15硅電池的分類（多晶硅）形狀上：呈四邊形；顏色上：顏色不均勻，呈藍(lán)色冰花狀花紋；太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁(yè)!16各類硅電池性能比較類別優(yōu)點(diǎn)占有份額缺點(diǎn)壽命單晶硅轉(zhuǎn)化效率高，穩(wěn)定性好轉(zhuǎn)化效率高，穩(wěn)定性好成本高，工藝復(fù)雜25年以上多晶硅成本較低，效率穩(wěn)定，性價(jià)比高。全世界應(yīng)用最廣光伏材料成本較高~25年非晶硅生產(chǎn)效率高，成本低廉，非常吸引人~10%效率低，衰減快3~5年薄膜晶硅大大降低晶硅用量，效率較高目前還處于研發(fā)階段在08年以前，薄膜電池成本僅相當(dāng)于晶硅電池的一半。然而，08年以后，多晶硅價(jià)格連創(chuàng)新低，從總成本的50%降到25%，成本也大幅下降，薄膜電池同期成本僅下降了10%，薄膜電池在成本上的優(yōu)勢(shì)降低。太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁(yè)!2007年光伏產(chǎn)值分析，多晶硅提煉環(huán)節(jié)占據(jù)光伏產(chǎn)業(yè)鏈的價(jià)值比例達(dá)到了56.16%，多晶硅和硅片切割環(huán)節(jié)仍是價(jià)值鏈中的重點(diǎn)領(lǐng)域。光伏產(chǎn)業(yè)價(jià)值構(gòu)成17太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁(yè)!18光伏走進(jìn)薄膜時(shí)代晶體硅和薄膜太陽(yáng)能光伏電池是現(xiàn)在乃至未來(lái)十年的兩大主要技術(shù)陣營(yíng)，晶體硅太陽(yáng)能電池以高轉(zhuǎn)化效率在過(guò)去和現(xiàn)在都主導(dǎo)著光伏市場(chǎng)。而薄膜電池在原有轉(zhuǎn)化效率上突破性的進(jìn)展以及相對(duì)低廉的成本在近幾年吸引了研究者和投資者更多的關(guān)注，處于其急速發(fā)展期。太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁(yè)!19薄膜電池非晶硅薄膜電池薄膜硅電池化合物半導(dǎo)體薄膜非晶微晶硅薄膜CdS薄膜電池CdTe薄膜電池CIGS薄膜電池GaAs薄膜電池薄膜電池分類太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁(yè)!20砷化鎵電池(GaAs)電池簡(jiǎn)介太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁(yè)!空間太陽(yáng)能電池長(zhǎng)期暴露于高真空、太陽(yáng)耀斑及各種反射性條件下，并反復(fù)經(jīng)受-100℃-100℃的溫度考驗(yàn)，因此具有許多特殊要求：空間太陽(yáng)能電池高的轉(zhuǎn)化效率與重量輕；優(yōu)良的熱光學(xué)性能。具有自身將產(chǎn)生的熱通過(guò)熱輻射迅速向外傳輸?shù)墓δ芙?jīng)濟(jì)性耐輻射性。應(yīng)將電池設(shè)計(jì)成不受反射線損傷的結(jié)構(gòu)；1452高可靠性。因?yàn)楹茈y或無(wú)法維修；321太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁(yè)!砷化鎵電池優(yōu)點(diǎn)1、光電轉(zhuǎn)化率：

砷化鎵的禁帶較硅寬，光譜響應(yīng)性較硅好。目前，單結(jié)的砷化鎵電池理論效率達(dá)到27%，而多結(jié)的砷化鎵電池理論效率更超過(guò)50%。2、耐溫性

常規(guī)上，砷化鎵電池的耐溫性要好于硅光電池，有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，砷化鎵電池在250℃的條件下仍可以正常工作，但是硅光電池在200℃就已經(jīng)無(wú)法正常運(yùn)行。4、抗輻射性能好

GaAs為直接禁帶材料,其抗高能粒子輻照的性能優(yōu)于間接禁帶的Si太陽(yáng)電池。22太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁(yè)!

聚光型太陽(yáng)能電池23太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁(yè)!24太陽(yáng)能光熱發(fā)電簡(jiǎn)介太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁(yè)!光伏光熱發(fā)電比較圖太陽(yáng)能熱發(fā)電可發(fā)電，供熱，從而部分取代煤供熱。太陽(yáng)能供熱采暖是繼太陽(yáng)能熱水器之后，最具發(fā)展?jié)摿Φ奶?yáng)能熱利用技術(shù)。太陽(yáng)能發(fā)電存在“間隙性”，是各種太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)均存在的弊端。熱發(fā)電通過(guò)“儲(chǔ)熱”，大幅度緩解“間隙性”難題，充當(dāng)“調(diào)峰”電站。25太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁(yè)!26具有全球競(jìng)爭(zhēng)力的中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁(yè)!中國(guó)太陽(yáng)能電池研究歷程1958-1965年，中國(guó)太陽(yáng)能電池研究突飛猛進(jìn)，電池效率穩(wěn)定在15%，同國(guó)際水平相差不大。1970年，電池在空間衛(wèi)星上使用；1975年，太陽(yáng)能電池的應(yīng)用開始從空間降落到地面；1999年，AsGa電池效率達(dá)到22%；2005年，我國(guó)開始了大規(guī)模生產(chǎn)多晶硅的序幕；2007年-至今，我國(guó)成為生產(chǎn)太陽(yáng)電池最多的國(guó)家；太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁(yè)!目前，中國(guó)已形成了完整的太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)鏈。擁有無(wú)錫尚德、江西賽維、天威英利等一批知名企業(yè)。2009年中國(guó)太陽(yáng)能電池產(chǎn)量為300MW，占全球總產(chǎn)量的40%以上，從2007年開始，已成為全球太陽(yáng)能電池生產(chǎn)大國(guó)。

28太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁(yè)!多晶硅薄膜電池由于使用的硅比單晶硅電池少，所以成本較低，效率高于非晶硅電池，性能穩(wěn)定，目前在太陽(yáng)能電池市場(chǎng)占有重要地位。29中國(guó)硅晶的生產(chǎn)模式太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁(yè)!中國(guó)光伏產(chǎn)品應(yīng)用分類30太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁(yè)!亞洲最大的光伏建筑一體化工程介紹太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁(yè)!不同的國(guó)度，同一個(gè)世界，同一個(gè)夢(mèng)想！共享技術(shù)，用陽(yáng)光驅(qū)動(dòng)未來(lái)！太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁(yè)!太陽(yáng)能的利用太陽(yáng)能是地球上最基本的能源

人類利用太陽(yáng)能已有3000多年的歷史傳說(shuō)阿基米德曾經(jīng)利用聚光鏡反射陽(yáng)光，燒毀了來(lái)犯的敵船。太陽(yáng)能即指由太陽(yáng)發(fā)射出來(lái)并由地球表面接受的這一部分輻射能。太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁(yè)!能源危機(jī)給人類社會(huì)帶來(lái)的影響是我們難以承受的，而且隨著現(xiàn)代的高速發(fā)展，人類對(duì)能源的需求量越來(lái)越大。石化能源對(duì)環(huán)境造成破壞和污染。開發(fā)和利用清潔，高效的新能源已成為人類共同關(guān)注的重大課題！石化能源危機(jī)與危害34太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁(yè)!全球警告!!!!21世紀(jì)，全球溫度將上升1.8–4.0C，將直接導(dǎo)致海平面的上升并威脅到生活在紐約、倫敦及上海等城市。20世紀(jì)已致全球溫度升高0.6±0.2C。太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁(yè)!在新能源中，太陽(yáng)能，生物質(zhì)能，氫能和風(fēng)能，海洋能，地?zé)崮艿榷际强梢栽偕茉?。其中太?yáng)能是最誘人的36太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁(yè)!太陽(yáng)灶熱水器大棚太陽(yáng)能應(yīng)用（一）：光能→熱能太陽(yáng)能供熱37太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁(yè)!38太陽(yáng)能應(yīng)用（三）太陽(yáng)能→化學(xué)能RoadmaterialsExteriorInteriorBuildwallPurifyair太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁(yè)!2020:PV≈1％，2040:>20％在能源結(jié)構(gòu)中的比例，％20502100可再生能源～52%～86%太陽(yáng)能～28%～67%太陽(yáng)能發(fā)電(光伏＋熱電)～24％～64％國(guó)際能源中心預(yù)測(cè)-PVPS39太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁(yè)!太陽(yáng)能電池歐洲聯(lián)盟國(guó)家計(jì)劃在２０１０年太陽(yáng)能光電轉(zhuǎn)換的電力占所有總電力的1.5％太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁(yè)!太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁(yè)!世界太陽(yáng)能分布圖太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁(yè)!內(nèi)容全球光伏產(chǎn)業(yè)介紹2中國(guó)太陽(yáng)能利用介紹4太陽(yáng)能電池知識(shí)介紹3總結(jié)與展望543太陽(yáng)能電池知識(shí)背景知識(shí)介紹1太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁(yè)!單晶硅電池硅電池的分類（單晶硅）單晶硅片形狀上：呈八邊形；顏色上：顏色均勻，黑色；原材料44太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第44頁(yè)!硅乃地球上蘊(yùn)含量第二豐富的元素。硅本身無(wú)毒性，其氧化物穩(wěn)定又不具水溶性。目前太陽(yáng)電池以硅為主要材料。單結(jié)晶硅:轉(zhuǎn)換效率高，成本高。(圖1)多結(jié)晶硅:效率與成本較單結(jié)晶低。(圖2)非結(jié)晶硅:成本最低，效率最差。(圖3)123硅材料太陽(yáng)電池特性太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第45頁(yè)!ThinfilmproductCrystallinesiliconproductionCrystallinesiliconproduction66%a-siliconCIGS15%CdTe6%Other1%Source-SolarPlaza2009/1/23--2008年--2012年46世界光伏組件的生產(chǎn)模式太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第46頁(yè)!47光伏向薄膜時(shí)代的發(fā)展太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第47頁(yè)!48各類硅電池性能比較類別優(yōu)點(diǎn)占有份額缺點(diǎn)壽命單晶硅轉(zhuǎn)化效率高，穩(wěn)定性好轉(zhuǎn)化效率高，穩(wěn)定性好成本高，工藝復(fù)雜25年以上多晶硅成本較低，效率穩(wěn)定，性價(jià)比高。全世界應(yīng)用最廣光伏材料成本較高~25年薄膜非晶硅生產(chǎn)效率高，成本低廉，非常吸引人~10%效率低，衰減快3~5年薄膜晶硅大大降低晶硅用量，效率較高目前還處于研發(fā)階段在08年以前，薄膜電池成本僅相當(dāng)于晶硅電池的一半。然而，08年以后，多晶硅價(jià)格連創(chuàng)新低，從總成本的50%降到25%，成本也大幅下降，薄膜電池同期成本僅下降了10%，薄膜電池在成本上的優(yōu)勢(shì)降低。太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第48頁(yè)!49碲化鎘（CdTe）太陽(yáng)能電池世界碲的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)（按生產(chǎn)國(guó)分）世界鎘的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)（按生產(chǎn)國(guó)分）碲和鎘均屬稀有元素，世界鎘儲(chǔ)量有180多萬(wàn)噸，碲儲(chǔ)量有4-5萬(wàn)噸，碲在地殼中的含量按重量計(jì)為1×10-6%，非常稀少。。中國(guó)是世界最大的鎘消費(fèi)國(guó)和進(jìn)口國(guó)，每年鎘的消費(fèi)量超過(guò)12000噸，其中有70%用于生產(chǎn)鎳鎘電池。太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第49頁(yè)!50各種空間太陽(yáng)能電池太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第50頁(yè)!

GaAs空間太陽(yáng)能電池

GaAs太陽(yáng)電池的發(fā)展已有40余年的歷史。20世紀(jì)50年代首次發(fā)現(xiàn)。公認(rèn)的新一代高性能長(zhǎng)壽命空間主電源。12

GaAs材料的光學(xué)帶隙Eg=1.43eV,能獲得較高的轉(zhuǎn)換效率。最高效率已達(dá)到29%。351太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第51頁(yè)!52聚光型太陽(yáng)能電池簡(jiǎn)介太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第52頁(yè)!

聚光型太陽(yáng)能電池由聚光型太陽(yáng)能電池(ConcentratorPhotovoltaic)]+[高聚光鏡面菲涅爾透鏡(FresnelLenes)]+[太陽(yáng)光追蹤器(SunTracker)]的組合；2、世界上效率最高的三結(jié)砷化鎵(GaAs)太陽(yáng)能電池。效率達(dá)到了創(chuàng)紀(jì)錄的42.3%。4、聚光型太陽(yáng)能電池的耐熱性比晶圓型太陽(yáng)能電池高。53太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第53頁(yè)!光熱發(fā)電或成新能源投資主角

原理：系統(tǒng)先使用匯聚的太陽(yáng)光將熱量接收器中的介質(zhì)（液體或氣體）加熱到非常高的溫度，然后把這部分熱量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，再?gòu)臋C(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。聚光光熱發(fā)電技術(shù)分為四種∶槽式、塔式、碟式及反射菲涅爾式。

中國(guó)及亞洲首座塔式光熱發(fā)電站

北京順義區(qū)槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電站54太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第54頁(yè)!內(nèi)容全球光伏產(chǎn)業(yè)介紹2背景知識(shí)介紹1中國(guó)太陽(yáng)能利用介紹4總結(jié)與展望555太陽(yáng)能電池知識(shí)太陽(yáng)能電池知識(shí)介紹3太陽(yáng)能電池及其未來(lái)共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第55頁(yè)!56中國(guó)太陽(yáng)能電池研究歷程中國(guó)開始研制片晶體硅光伏電池從1958開始，太陽(yáng)能電池也經(jīng)歷了從無(wú)到有、從空間到地面、由軍到民、由小到大、由單品種到多品種以及光電轉(zhuǎn)換效率由低到高的艱難而輝煌的歷程。1969年研制完成單晶硅太陽(yáng)能電池組

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