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1、太阳能电池及材料第1页，本讲稿共14页报告内容v序言v太阳能电池简介v太阳能电池工作原理v太阳能电池分类v太阳能电池对材料的要求v各类太阳能电池的制造方法及研究状况v利用太阳能电池发电的优缺点v太阳能电池的展望第2页，本讲稿共14页一、序言1、地球每天接收的太阳能，相当于整个世界一年所消耗的总能量的200倍。太阳每秒发出的能量就大约相当于1.3亿亿吨标准煤完全燃烧时所释放出的全部热量。2、包括风能、海洋能等，都是太阳能的子孙、都是太阳能转换而成。3、太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生清洁能源。太阳能电池是太阳能利用的重要途径之一太阳能电池是太阳能利用的重要途径之一第3页，本讲稿共14页二、太
2、阳能电池简介1、太阳光能转换成电能的装置，采用半导体产生PN结来获得电位。2、太阳能电池是物理电池之一。第4页，本讲稿共14页三、太阳能电池工作原理光伏效应第5页，本讲稿共14页四、太阳能电池的分类 1、硅系太阳能电池 2、多元化合物薄膜太阳能电池 3、聚合物多层修饰电极型电池 4、纳米晶化学太阳能电池据所用材料分砷化镓III-V化合物硫化镉铜铟硒单晶硅太阳能电池多晶硅薄膜太阳能电池非晶硅薄膜太阳能电池第6页，本讲稿共14页五、太阳能电池对材料的要求半导体材料的禁带不能太宽要有较高的光电转换效率材料本身对环境不造成污染材料便于工业化生产且材料性能稳定第7页，本讲稿共14页六、各类太阳能电池的制
3、造方法及研究状况种类材料太阳能单电池效率太阳能电池模块效率主要制备方法优点缺点硅系太阳能电池单晶硅1524%1320%表面结构化发射区钝化分区掺杂效率最高技术成熟工艺繁琐成本高多晶硅1017%1015%化学气相沉积法液相外延法溅射沉积法无效率衰退问题成本远低于单晶硅效率低于单晶硅非晶硅813%510%反应溅射法PECVD法LPCVD法成本较低转换效率较高稳定性不高第8页，本讲稿共14页种类材料 单电池效率模块效率主要制备方法优点缺点多元化合物薄膜太阳能电池砷化镓19 32%2330%MOVPE和LPE技术效率较高成本较单晶硅低易于规模生产原材料镉有剧毒碲化镉1015%710%铜铟硒1012%8
4、10%真空蒸镀法和硒化法价格低廉性能良好工艺简单原材料来源比较有限纳米晶化学太阳能电池811%8%溶胶凝胶法水热反应溅射法成本低廉工艺简单性能稳定聚合物多层修饰电极型太阳能电池35%处于研发当中易制作材料广泛成本低寿命短第9页，本讲稿共14页七、利用太阳能电池发电的优缺点优点：n属于可再生能源，不必担心能源枯竭n太阳能本身并不会给地球增加热负荷n运行过程中低污染、平稳无噪音n发电装置需要极少的维护,寿命可达20年n所产生的电力既可供家庭单独使用也可并入电网n用途广泛第10页，本讲稿共14页缺点：n受地域及天气影响较大n由于太阳能分散、密度低，发电装置会占去较大的面积n光电转化效率低致使发电成本
5、较传统方式偏高第11页，本讲稿共14页八、太阳能电池的展望uIII-V族化合物及铜铟硒等系由稀有元素所制备，但从材料来源看，这类太阳能电池将来不可能占据主导地位。u另两类电池纳米晶太阳能电池和聚合物修饰电极太阳能电池，它们的研究刚刚起步，短时间内不可能替代应系太阳能电池。u从转换效率和材料的来源角度讲，多晶硅和非晶硅薄膜电池将最终取代单晶硅电池，成为市场的主导产品。u今后研究的重点除继续开发新的电池材料外应集中在如何降低成本上来，近来国外曾采用某些技术制得硅条带作为多晶硅薄膜太阳能电池的基片，以达到降低成本的目的，效果还是比较理想的。第12页，本讲稿共14页参考文献1.李彩华 译，太阳电池，北
6、京大学出版社，19902.尤如瑾，世界太阳光电产业现况展望，机械工业特讯，2005（263）：1561663.Solar Energy Research Institute.Basic Photovoltaic Principles.New York:New York,19844.Green,M.A.“Photovoltaics:Technology Overview.”Energy Policy 28(2000):989-9985.Oliver,Mark,and Jackson,Tim.“The viability of solar Photovoltaics.”Energy Policy
7、28(2000)983-988第13页，本讲稿共14页6.Fthenakis,Vasilis M.“End-of-life management and recycling of PV modules.”Energy Policy 28(2000)1051-10587.Sayigh,Ali.“Renewable energy-the way forward.”Applied Energy 64(1999)15-308.Pearce,Joshua M.“Photovoltaics a path to sustainable futures.”Futures 34(2002)6636749.Solar Depot Inc.System Specification and Pricing.5 May 2003.10.Science and Technology.BP Solar.11 May 2003第14页，本讲稿共14页