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柔性太阳能电池未来的发展趋势

柔性太阳能电池未来的发展趋势
柔性太阳能电池未来的发展趋势

柔性太阳能电池未来的发展趋势

来源:OFweek 太阳能光伏网发布时间:2014-11-27 6:29:27 近年来,光伏产业中的新兴技术层出不穷,种类繁多,但是大多都是朝着低成本、高转换率、柔性方向发展,其中比较成就斐然的是有机太阳能电池和染料敏化太阳能电池两种。

2010年起,有机光伏产业正在迅猛发展,许多科研机构纷纷开始与有机太阳能电池相关的研究,瑞士、德国、日本、美国等技术先进国家的政府也都设立了支持有机光伏产业发展的专项基金。在众多创业资本的扶持下,国外与有机太阳能电池相关的创新公司也纷纷涌现。目前国外从事有机太阳能电池开发并拥有自主技术的较成功企业有三家。在这三家主要企业中,Konarka和Solarmer的技术路线是高分子型,而Heliatek的技术路线是不溶性小分子型。这些公司都已经建立起了较大规模的中试线,能够生产一定面积的电池组件。

目前国内也有许多科研机构正在进行有机太阳能电池的研究,如清华大学导电高分子实验室、中国科学院化学研究所、华南理工大学、华东理工大学等,但是国内机构更偏向于基础技术研究,暂时还不具备走产业化方向的能力。厦门惟华光能是全国第一家进行有机太阳能电池研发的企业,目前处于中试阶段,其钙钛矿太阳能电池的实验室效率已达19%。该公司主要进行可溶性小分子有机太阳能电池的研究,可溶性小分子有机太阳能电池技术的稳定性好于高分子有机太阳能电池。后者的工作寿命实测值为三到五年,而可溶性小分子太阳能电池不需要考虑高分子太阳能电池中的相分离、高分子光致交联等问题,只要进行有效的隔氧封装,就可以实现十到二十年的工作寿命。值得注意的是,在诸多创新公司介入有机太阳能电池研究之后,电池的光电转化效率提升得更快了。按照业内的普遍预测,有机太阳能电池的光电转化效率将在2015 年突破19%,在2018年突破25%。

除了有机太阳能电池之外,目前有许多公司致力于染料敏化太阳能电池的产业化开发,如Solaronix,Dyesol等。染料敏化太阳能电池中必须使用电解质。转化效率在10%以上的染料敏化太阳能电池都是采用液态电解质的,液态电解质

有着较大的环保性问题,采用固态或者凝胶态电解质的染料敏化太阳能电池效率与有机太阳能电池接近,在6%——8%左右,因此电解液是目前制约染料敏化太阳能电池的核心问题。

染料敏化太阳能电池是瑞士洛桑高等理工大学(EPFL)的Gr?atzel教授发明的,因此也称Gr?atzel电池。英文称作“Dye sensitized solar cells”,简称DSSC。

染料敏化太阳能电池与有机太阳能电池的主要区别有两点:

1. 染料敏化太阳能电池是一种有机/无机复合电池。电池上有一层几十微米厚的二氧化钛层,二氧化钛表面上吸附着很薄的一层染料分子。染料分子吸光后,将电子注入到二氧化钛中。

2. 这层染料失去电子后处于氧化态,要保持整个过程的可持续性,必须将这些染料进行还原。还原的方法就是引入一层电解液。电解液的作用是从电池的阴极向染料上搬运电子。

事实上Gr?atzel电池最要命的缺点就是电池里存在电解液。电解液的存在会让电池的封装大大复杂化,而且在烈日下电解液的热胀冷缩也成为一个很大的问题。可以说解决电解液的问题,是染料敏化太阳能电池制造商们所面对的最大的问题。可说有机太阳能电池和染料敏化太阳能电池有一定的类似性,因为它们的吸光材料都是有机材料,而且它们的电荷分离原理都是通过高级向低能级的电子注入。这两点也是它们区别于无机太阳能电池而同被称为第三代太阳能电池的主要原因。

当今社会的科技发展速度十分迅猛,2008年时普遍悲观的光伏行业,经过几次起落,最终还是慢慢稳健了下来。太阳能,已经开始占领了戈壁、沙漠、海滩、屋顶,开始进入了老百姓的生活。除了节能环保的社会效益外,太阳能光伏已经开始凸显其经济效益,我们预计,在5年左右的时间里,太阳能光伏很可能就会趋近火电的成本,转而替代火电。

而柔性太阳能电池也以其独到的特性,牢牢占据着市场一席之地,不仅仅限于户外的无电场所,可以展望不远的将来,人们的背包,衣服,车辆都可以制备成太阳能光电材料,使绿色能源无处不在。

……砷化镓太阳能电池研究报告 材五第三组

砷化镓太阳能电池研究报告 摘要:美国的阿尔塔设备公司使用外延层剥离技术,用砷化镓制造出了最高转化效率达28.4%的薄膜太阳能电池。这种电池不仅打破了此前的转化效率,其成本也低于其他太阳能电池。该太阳能电池效率提升的关键并非是让其吸收更多光子而是让其释放出更多光子,未来用砷化镓制造的太阳能电池有望突破能效转化记录的极限。目前效率最高的商用太阳能电池由单晶硅圆制造,最高转化效率为23%。砷化镓虽然比硅贵,但其收集光子的效率更高。就性价比而言,砷化镓是制造太阳能电池的理想材料。 1.砷化镓结构及光电性能 砷化镓属于Ⅲ-Ⅴ族化合物,是一种重要的半导体材料,化学式GaAs,分子量144.63,属闪锌矿型晶格结构,晶格常数5.65×10-10m,熔点1237℃。在300 K 时,砷化镓材料禁带宽度为1.42 eV,如图1。 图1砷化镓能带结构简图 砷化镓在自然条件下的结晶态通常具有两种晶体结构:闪锌矿结构或正斜方晶结构。其中.正斜方晶结构的GaAs只能在高压下获得,闪锌矿结构是室温下GaAs 的最稳定构型。闪锌矿的晶体构如图2所示。

图2 砷化镓晶体闪锌矿结构 闪锌矿的GaAs晶体结构属立方晶系F43m空间群,晶格常数a=O 56535nm.配位数Z=4。如图2所示的GaAs结构是立方面心格子,Ga2+位于立方面心的结点位置.As交错地分布于立方体内的l/8小立方体的中心,每个Ga2+周围有4个As与之成键.同样,每个As2-。周围有4个Ga2+,阴阳离子的配位数都是4。如果将As2-看成是作立方紧密堆积,则Ga2+充填于l/2的四面体空隙。而正斜方晶结构在高压下才能获得,在温度为300K时,随着压强的增加,GaAs发生从闪锌矿结构GaAs 到正斜方晶GaAs.II的相变。

空间实验室大面积太阳电池阵技术研究

文章编号:1006-1630(2003)04-0010-05 空间实验室大面积太阳电池阵技术研究 李瑞祥,王治易,肖 杰,狄文斌,肖余之 (上海宇航系统工程研究所,上海201108) 摘 要:介绍了空间实验室大面积太阳电池阵的方案构型,并进行了模态分析、热结构耦合分析和动力学仿真分析。生产出了全尺寸的集成演示样机,进行了展开试验、主展开机构的模态试验,以及半刚性太阳电池板和二自由度驱动机构的振动试验。计算和试验结果表明,技术方案是可行的。 关键词:空间实验室;太阳电池阵;展开机构;演示系统中图分类号:V 442;T M 914.43 文献标识码:A Study on Technology of Large Area Solar Array in Space Lab LI Ru-i x iang ,WANG Zh-i yi,XIAO Jie,DI Wen -bin,XIAO Yu -zhi (A erospace System Engineering Shang hai,Shanghai 201108,China) Abstract :T he co nfiguration of large solar array in space lab is put forward in this paper,and the mode,ther mal coupling and dynamics stimulat ion analysis is made.T he integrated demonstration system model of large so lar array has been produced already.O n the base of the sampler,the tests of deplo yment,main deployment mechanism mode,sem-i r igidity so lar cell panel vibration and two -dimension driv e mechanism are carr ied out.T he result o f the analysis and test is show ed that this technology project is feasible. Keywords :Space lab;Solar array ;Deployment mechanism;Demonstration mo del 收稿日期:2002-06-14;修回日期:2003-05-21 作者简介:李瑞祥(1964~),男,研究员,主要研究方向为航天器结构与机构。 0 引言 未来空间实验室和大型航天器的太阳电池阵单翼展开长度将大于几十米。由此带来了一系列必须解决的技术问题,即应尽量满足质量小、展开可靠性高和弯曲自然频率尽可能高的要求。但这3个独立的设计参数是相互制约的,必须进行特定优化和权衡设计。若采用大面积的刚性太阳电池阵,则质量就成为突出的问题。为实现超轻型化,国际上普遍采用半刚性和柔性的太阳电池阵作为主要研究对象[1]。 加拿大技术卫星(CTS)第1次使用柔性折叠式太阳电池阵,它由若干块柔性敷层组成。这些敷层在收藏时能像手风琴那样折叠起来,进入空间后可用1根可伸展的支杆展开。德国MBB 公司制造的超轻板(U LP)太阳阵,采用刚性框架支撑预紧的薄 膜基板。法国戈纳航空空间公司也进行了类似的研究,其每块板都由空心的碳纤维复合材料方形管组 成,太阳电池安装在预紧的柔性Kapton 基板上。美国洛克希德公司研制的电推进(SEPS )太阳电池阵是第1次采用电推进的大型可回缩柔性太阳电池阵。它每翼有41块折叠太阳板,用可盘绕的格子式连续梁支柱展开。为了使太阳电池阵可以回缩,每半块板用碳纤维复合材料框架加强。美国休斯公司研制的柔性卷式太阳阵(FRU SA)已应用于/哈勃0太空望远镜。日本的大型地球观察卫星ADEOS 、美国的飞行试验太阳电池阵(SAFE)和洛克希德公司为俄罗斯/和平号0空间站生产的太阳电池阵,以及美国洛克#马丁公司为国际空间站制造的可展开、可收缩的太阳电池阵均为半刚性和柔性的太阳电池阵[2,3]。 包装式柔性太阳阵的中心机械元件是能使太阳电池基板伸展和收缩的展开支柱。它在整个太阳阵系统中占的比重很大,要求质量轻、包装尺寸小、可靠性高、热变形小和定位精度高,并有足够的刚度与

柔性太阳能电池未来的发展趋势

柔性太阳能电池未来的发展趋势 来源:OFweek 太阳能光伏网发布时间:2014-11-27 6:29:27 近年来,光伏产业中的新兴技术层出不穷,种类繁多,但是大多都是朝着低成本、高转换率、柔性方向发展,其中比较成就斐然的是有机太阳能电池和染料敏化太阳能电池两种。 2010年起,有机光伏产业正在迅猛发展,许多科研机构纷纷开始与有机太阳能电池相关的研究,瑞士、德国、日本、美国等技术先进国家的政府也都设立了支持有机光伏产业发展的专项基金。在众多创业资本的扶持下,国外与有机太阳能电池相关的创新公司也纷纷涌现。目前国外从事有机太阳能电池开发并拥有自主技术的较成功企业有三家。在这三家主要企业中,Konarka和Solarmer的技术路线是高分子型,而Heliatek的技术路线是不溶性小分子型。这些公司都已经建立起了较大规模的中试线,能够生产一定面积的电池组件。 目前国内也有许多科研机构正在进行有机太阳能电池的研究,如清华大学导电高分子实验室、中国科学院化学研究所、华南理工大学、华东理工大学等,但是国内机构更偏向于基础技术研究,暂时还不具备走产业化方向的能力。厦门惟华光能是全国第一家进行有机太阳能电池研发的企业,目前处于中试阶段,其钙钛矿太阳能电池的实验室效率已达19%。该公司主要进行可溶性小分子有机太阳能电池的研究,可溶性小分子有机太阳能电池技术的稳定性好于高分子有机太阳能电池。后者的工作寿命实测值为三到五年,而可溶性小分子太阳能电池不需要考虑高分子太阳能电池中的相分离、高分子光致交联等问题,只要进行有效的隔氧封装,就可以实现十到二十年的工作寿命。值得注意的是,在诸多创新公司介入有机太阳能电池研究之后,电池的光电转化效率提升得更快了。按照业内的普遍预测,有机太阳能电池的光电转化效率将在2015 年突破19%,在2018年突破25%。 除了有机太阳能电池之外,目前有许多公司致力于染料敏化太阳能电池的产业化开发,如Solaronix,Dyesol等。染料敏化太阳能电池中必须使用电解质。转化效率在10%以上的染料敏化太阳能电池都是采用液态电解质的,液态电解质

砷化镓太阳电池(终稿)

砷化镓太阳能电池 摘要 本文主要对砷化镓太阳电池的结构、性能、研制及生产情况作了简单介绍,分析了GaAs太阳电池的发展方向,最后根据GaAs太阳电池的研制进展和空间试用情况,提出了发展GaAs太阳电池的设想。 关键词:砷化镓太阳能电池; 技术; 进展 引言: 近年来,太阳能光伏发电在全球取得长足发展。常用光伏电池一般为多晶硅和单晶硅电池,然而由于原材料多晶硅的供应能力有限,加上国际炒家的炒作,导致国际市场上多晶硅价格一路攀升,最近一年来,由于受经济危机影响,价格有所下跌,但这种震荡的现状给光伏产业的健康发展带来困难。目前,技术上解决这一困难的途径有两条:一是采用薄膜太阳电池,二是采用聚光太阳电池,减小对原料在量上的依赖程度。常用薄膜电池转化率较低,因此新型的高倍聚光电池系统受到研究者的重视。聚光太阳电池是用凸透镜或抛物面镜把太阳光聚焦到几倍、几十倍,或几百倍甚至上千倍,然后投射到太阳电池上。这时太阳电池可能产生出相应倍数的电功率。它们具有转化率高,电池占地面积小和耗材少的优点。高倍聚光电池具有代表性的是砷化镓(GaAs)太阳电池。 1.砷化镓简介 砷化镓是一种重要的半导体材料,属Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体,化学式GaAs,分子量144.63,属闪锌矿型晶格结构,晶格常数5.65×10-10m,熔点1237℃,禁带宽度1.4电子伏。砷化镓于1964年进入实用阶段,砷化镓可以制成电阻率比硅、锗高3个数量级以上的半绝缘高阻材料,用来制作集成电路衬底、红外探测器、γ光子探测器等。由于其电子迁移率比硅大5~6倍,故在制作微波器件和高速数字电路方面得到重要应用。用砷化镓制成的半导体器件具有高频、高温、低温性能好、噪声小、抗辐射能力强等优点。此外,还可以用于制作转移器件──体效应器件。砷化镓是半导体材料中,兼具多方面优点的材料,但用它制作的晶体

硅基太阳能电池的发展及应用

.. 硅基太阳能电池的发展及应用 摘要:太阳能电池是缓解环境危机和能源危机一条新的出路,本文介绍了硅基太阳能电池的原理,综述了硅基太阳电池的优点与不足,以及硅基太阳能电池和其他太阳能电池的横向比较,硅基太阳能电池在光伏产业中的地位,并展望了发展趋势及应用前景等。 关键词:硅基太阳能电池转换效率 1引言 二十一世纪以来,全球经济增长所引发的能源消耗达到了空前的程度。传统的化石能源是人类赖以生存的保障,可是如今化石能源不仅在满足人类日常生活需要方面捉襟见肘,而且其燃烧所排放的温室气体更是全球变暖的罪魁祸首。随着如今全球人口突破70亿,能源的需求也在过去30年间增加了一倍。特别是电力能源从上世纪开始,在总能源需求中的比重增长迅速。中国政府己宣布了其在哥本哈根协议下得承诺,至2020年全国单位国内生产总值二氧化碳排放量比2005年下降40% --45%,非化石能源占一次能源消费的比重提高至少15%左右【6】。 目前太阳能电池主要有以下几种:硅太阳能电池,聚光太阳能电池,无机化合物薄膜太阳能电池,有机化合物薄膜太阳能电池,纳米晶薄膜太阳能电池,叠层薄膜太阳能电池等,其材料主要包括产生光伏效应的半导体材料,薄膜衬底材料,减反射膜材料等【5】。

(图1:太阳能电池的种类) 太阳电池的基本工作原理是:在被太阳电池吸收的光子中,那些能量大于半导体禁带宽度的光子,可以使得半导体中原子的价电子受到激发,在p区、空间电荷区和n区都会产生光生电子左穴对,也称光生载流子。这样形成的光生载流子由于热运动,向各个方向迁移。光生载流子在空间电荷区中产生后,立即被内建电场分离,光生电子被推进n区,光生空穴被推进p区。因此,在p-n结两侧产生了正、负电荷的积累,形成与内建电场相反的光生电场。这个电场除了一部分要抵消内建电场以外,还使p型层带正电,n型层带负电,因此产生了光生电动势,这就是光生伏特效应(简称光伏)。

柔性太阳能电池发展与应用

柔性太阳能电池发展与应用 院系:遥感信息工程学院 学号:2009302590055 姓名:刘迪 摘要:随着无定形硅(简称a—si)薄膜太阳能电池的诞生,非晶硅科技已转化为一支大规模的产业。本文将通过分析非晶硅薄膜太阳能电池发展过程和研究现状,进一步介绍薄膜太阳能电池的应用发展前景。 关键词:薄膜太阳能电池、研究现状、实际应用 The Development and Appication Introduction of Thin Film Solar Cell College:School of Remote Sensing and Information Engineering Sno:2009302590055 Name:Liu Di Abstract:With the appearance of amorphous silicon (abbreviated from “a-Si”) thin film solar cells,amorphous technology has changed into a large-scale industry.Through analyzing the development course and the present research situation of amorphous silicon thin film solar cells, this paper gives a further introduction to thedevelopment of its application foreground. Key words:thin film solar cells;present research situation;practical application。 一、太阳能电池的种类预期发展历程 1976年,卡尔松和路昂斯基宣告了无定形硅(简称a—Si)薄膜太阳能电池的诞生,开启了柔性太阳能电池的时代。时至今日,非晶硅科技已转化为一支大规模的产业,对整个光伏洁净可再生能源发展起到巨大的推动作用,极大地增强了人们对作为清洁可再生能源的光伏能替代常规能源的信心。 硅太阳能电池分为单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池三种。 单晶硅太阳能电池转换效率最高,技术也最为成熟。在实验室里最高的转换效率为24.7%,规模生产时的效率为15%。在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位,但由于单晶硅成本价格高,大幅度降低其成本很困难,为了节省硅材料,发展了多晶硅薄膜和非晶硅薄膜做为单晶硅太阳能电池的替代产品。多晶硅薄膜太阳能电池与单晶硅比较,成本低廉,而效率高于非晶硅薄膜电池,其实验室最高转换效率为18%,工业规模生产的转换效率为10%。因此,多晶硅薄膜电池不久将会在太阳能电地市场上占据主导地位。非晶硅薄膜太阳能电池成本低重量轻,转换效率较高,便于大规模生产,有极大的潜力。但受制于其材料引发的光电效率衰退效应,稳定性不高,直接影响了它的实际应用。如果能进一步解决稳定性问题及提高转换率问题,那么,非晶硅太阳能电池无疑是太阳能电池的主要发展产品之一。 上世纪八十年代末至九十年代初,非晶硅太阳能电池的发展经历了一个调整、完善和提高的过程,其中心任务就是提高太阳能电池的稳定化效率,其核心就是完美结技术和叠层电池技术。上世纪九十年代中期,技术得到较大的突破,从而出现了更大规模产业化的高潮。世界上先后 建立了多条数兆瓦至十兆瓦高水平的电池组件生产线,产品组件面积为平方米量级,生产流程全部实现自动化。采用了新的封装技术,产品组件寿命在十年以上。产品组件生产以完美结技术和叠层电池技术为基础,产品组件效率达到9%一1

砷化镓太阳能电池或将逐渐取代晶硅太阳能电池

砷化鎵太阳能电池或将逐渐取代晶硅太阳能电池 来源:网络来源日期:2012-7-13 作者:全球电池网点击:15639 根据最近刚刚结束的京都议定书修改,未来高耗能产品输出将受到严格限制。生产过程须高耗能的单、多晶硅太阳能电池将面临严苛挑战。而具环保低耗能且发电转换效率更高的砷化鎵太阳能电池,估计将逐渐取代晶硅太阳能电池市场。目前市场上量产的单晶与多晶硅的太阳电池平均效率约在15%上下,为了提炼晶硅原料,需要花费极高的能源,所以严格地说,现今的晶硅太阳电池,也是某种型式的浪费能源。而砷化鎵太阳能电池,由于原料取得不需使用太多能源,而且光电转换效率高达38%以上,比传统晶硅原料高出许多,符合修改后的京都议定书规范,估计未来将成市场主流。 为了解决这一问题,人们不得不把眼光盯向薄膜电池,使近年薄膜电池异军突起,引起投资者的极大兴趣。但薄膜电池光电转换效率相对较低,特别是砷化镓薄膜电池价格昂贵,目前仅在空间领域应用,给光伏产业的大规模发展带来一定制约。而采用砷化镓薄膜电池聚光跟踪发电系统即所谓HCPV系统,却能实现光热与光伏的综合利用,并充分降低生产成本、提高转换效率,为光伏产业更大发展开辟新的市场空间。 一、砷化镓薄膜电池聚光跟踪发电系统的基本构想 在光伏发电产业中,单晶硅和多晶硅等硅基光伏电池几乎占到全部产量的94%以上。由于近年太阳能级硅材料供不应求,且持续大幅度涨价,在一定程度上制约了硅基光伏电池的发展。因此,如何提高光伏电池的转换效率和降低光伏电池的生产成本,成为目前光伏产业必须研究和解决的核心问题。人们一方面在研究和扩大太阳能级硅材料的生产,另一方面又在研究和推广不用或少用硅材料来生产新的光伏电池。在这样一种背景下,非晶硅、硫化镉、碲化镉及铜铟硒等薄膜电池应运而生,乘势发展。上述光伏电池中,非晶硅电池效率低下,且稳定性有待提高。尽管硫化镉、碲化镉薄膜电池的效率较非晶硅薄膜电池效率高,成本较晶体硅电池低,且易于大规模生产,但是镉有剧毒,会对环境造成严重污染,硒和铟是储量很少的稀有元素,因此大规模发展必将受到材料制约。而砷化镓化合物材料具有十分理想的禁带宽度以及较高的光吸收效率,适合于制造高效电池。此外,还可以通过叠层技术做成多结砷化镓基电池,以进一步提高转换效率。但是,由于砷化镓基材料价格昂贵,砷化镓薄膜电池目前只在航天等特殊领域应用,离地面应用的商业化运行还有很大距离。

太阳能电池的发展历史

龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/4a16851776.html, 太阳能电池的发展历史 作者:张金晶 来源:《商情》2016年第26期 【摘要】相对于风能、地热能、生物能和潮汐能等新能源,太阳能以污染小、可利用率高、资源分布广泛和使用安全可靠等优点,成为最具有发展前景的能源之一。目前,随着太阳能电池制备技术的不断完善,其技术的开发应用已经走向商业化、大众化,特别是一些小功率、小器件的太阳能电池在一些地区都已经大量生产而且广泛使用。所以谁先开发光电转换效率高、制备成本低的太阳能电池就能在将来的市场抢占先机。 【关键词】太阳能单晶硅薄膜电池 引言:随着社会的飞速发展,能源是影响当今社会进步的重要因素,但是现阶段人类社会发展大部分还是依靠化石能源提供能量。可是化石能源分布极不均衡,并且不可再生,而且燃烧化石能源带来的环境污染、雾霾气候和温室效应严重影响到了人类社会的可持续发展。然而太阳能是一种可再生清洁能源,可以提供充足的能量供人类使用,因此开发新能源,是人类社会薪火相传,世代相传的重要保证。 此外,不可再生能源的过快消耗对当今的环境形势提出了新的挑战。例如如何解决温室效应,臭氧空洞等问题。有限的化石能源以及在开发利用不可再生能源的过程中出现的负面影响,不仅阻碍了人类经济的飞速发展,而且还严重影响到社会的可持续发展。因此,发展一种新型能源已然成为世界各国提升自己综合国力和倡导能源发展的一个重要手段。 1. 第一代太阳能电池 第一代太阳能电池是发展时间最久,制备工艺最为成熟的一代电池,一般按照研究对象我们将其可分为单晶硅、多晶硅、非晶硅电池。按照应用程度来说前两者单晶硅与多晶硅在市场所占份额最多,商业前景最好。 单晶硅太阳电池和多晶硅太阳电池。从单晶硅太阳能电池发明开始到现在,尽管硅材料有各种问题,但仍然是目前太阳能电池的主要材料,其比例约占整个太阳电池产量的90%以上。我国北京市太阳能研究所从20世纪90年代起开始进行高效电池研究,采用倒金字塔表面织构化、发射区钝化、背场等技术,使单晶硅太阳能电池的效率达到了19.8%。多晶硅太阳能电池的研究开发成本较低,稳定性也比较好,这两大优势引起了科研工作者的注意。其光电转换效率随着制备工艺的成熟不断提高,它达到的最高的光电转换效率为21.9%,但是它的电池效率在目前的太阳能电池中仍处于一般水平。 2.第二代太阳能电池

柔性太阳能电池概述

柔性太阳能电池研究概述 msesmart@https://www.doczj.com/doc/4a16851776.html,编写 2011年华中科技大学1、引言 柔性太阳能电池,是薄膜太阳能电池的一种,而且技术先进、性能优良、成本低廉、用途广泛。可以应用于太阳能背包、太阳能敞篷、太阳能手电筒、太阳能汽车、太阳能帆船甚至太阳能飞机上。柔性太阳能的一个重要应用领域是BIPV(Building Integrated Photovoltaic,光伏建筑一体化),它可以集成在窗户或屋顶、外墙或内墙上。 2、太阳能电池原理 在金属表面照射紫外光,可以发生光电效应。如爱因斯坦结束的那样,由于入射光的光子能量大于电子的束缚能,所以产生自由电子。太阳能电池的功能是把太阳光转换为电压和电流,是一种光电转换。 光伏效应比光电效应的效率高得多。因为在发生光伏效应的太阳能电池中,2种极性相反的半导体组成了p-n结(p-n Junction),形成内建电场,驱动电子进入电路,在电路中形成电压和电流。如下图1所示。 图1 太阳能电池的基本机构,如图2所示。P-n结由两种极性相反的半导体组成。n型半导体,是掺P的Si晶体,易于给出电子,是施主(donor)材料。p型半导体,是掺B的Si晶体,易于获得电子,是受主(acceptor)材料。它们独立存在时,都是电中性的。当两种半导体连接在一起,电子从n型半导体扩散到p型半导体.在p 型半导体靠近边界附近,形成负电荷区,在n型半导体靠近边界附近,形成正电荷区。出现从n型半导体指向p型半导体的内建电场。扩散(diffuse)到p型半导体的部分电子,又在内建电场作用下漂移(drift)到n型半导体,最终p-n结中电子的扩散和漂移达到热平衡。 图2太阳能电池的结构

柔性薄膜太阳能电池的研究进展

硅酸盐学报 JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY 柔性薄膜太阳能电池的研究进展 李荣荣1,赵晋津1,司华燕1,边志坚2 马辉东2,丁占来1,3 (1.石家庄铁道大学材料科学与工程学院, 石家庄050043;2.晶龙实业集团有限公司,河北邢台055550; 3.石家庄铁道大学交通工程材料重点实验室,石家庄050043 ) 摘要:本文综述了柔性薄膜太阳能电池的研究现状、发展趋势及其应用前景,分别就柔性衬底材料、硅系薄膜太阳能电池、铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池、铜锌锡硫(CZTS)、染料敏化太阳能电池(DSSCs)、有机太阳能电池和新型纳米材料太阳能电池进行了介绍。卷对卷以及喷墨印刷法等非真空大面积制备柔性薄膜太阳能电池的工艺,为低成本生产此类太阳能电池打开了希望之门,最后对其发展遇到的挑战进行了展望。 关键词:柔性薄膜;太阳能电池;卷对卷印刷;喷墨印刷;柔性衬底 中图分类号:TB34文献标识码:A 文章编号: 网络出版时间:网络出版地址: Development of flexible thin film solar cells LI Rongrong1, ZHAO Jinjin1, SI Huayan1, BIAN Zhijian2, MA Huidong2, DING Zhanlai1,3 (1 School of Materials Science and Engineering, Shijiazhuang Tiedao University, ShiJiaZhuang 050043,China; 2 Jinglong Industry and Commerce Group Co.Ltd. , XingTai 055550, China 3 The Key Laboratory of Transportation Engineering Materials, Shijiazhuang Tiedao University, ShiJiaZhuang 050043, China ) Abstract: Recent development and application of the flexible thin film solar cells were reviewed. The flexible substrate materials, silicon thin film photovoltaics, copper–indium–gallium–selenium(CIGS) chalcogenides thin film solar cells, Cu2ZnSnS4 (CZTS)-based thin film solar cells, dye sensitized solar cells, polymer solar cells and nanomaterial solar cells were introduced, respectively. The roll-to-roll process and the ink-jet printing technology to product the flexible thin film solar cell in non-vacuum route could be promising for a large scale production of these solar cells at low costs. In addition, future studies and challenges of the production of flexible thin film solar cells are also prospected. Key words: flexible thin film; solar cell; roll to roll process; ink-jet printing; flexible substrate 能源与环境问题是人类社会发展必须面对的问题,煤炭、石油、天然气等化石能源在地球上的储量是有限度的,迟早有耗尽的时候。而太阳能是取之不竭用之不尽的。基于半导体光伏效应原理的太阳能电池是太阳能利用的有效方式之一。目前,以玻璃硬性材料为衬底的单晶硅与多晶硅太阳能电池占生产量的绝大多数,但是其本身制造过程的高能耗与高真空条件使其发电成本较高,而且其容易破碎、不可弯曲等特点限制了某些应用场合,光 收稿日期:修订日期: 基金项目:河北省高校重点学科建设项目资助(HBJG2013-4) 第一作者:李荣荣(1988—),女,硕士研究生。 通信作者:丁占来(1964—),男,硕士,教授。 电转化效率也有待进一步提高[1]。薄膜太阳能电池属于新一代太阳能电池,按照衬底的种类可分为硬衬底和柔性衬底两大类。所谓柔性衬底薄膜太阳能电池是指在柔性材料(如不锈钢、聚酯膜等)上制作的薄膜太阳能电池,与晶体硅片太阳能电池和硬衬底(如玻璃)薄膜太阳能电池相比,柔性薄膜太阳能电池具有可弯曲、不易破碎、质量轻、应用广泛等特点,新的无机和有机太阳能材料的研究,新型太阳能电池结构的探索,卷对卷(roll-to-roll)的 Received date:Revised date:. First author:LI Rongrong(1988–), fe male,Master candidate. E-mail:rr20081988@https://www.doczj.com/doc/4a16851776.html, Correspondent author:DING Zhanlai(1964–),male,Master,Professor. E-mail: zl ding@https://www.doczj.com/doc/4a16851776.html, 印刷生产工艺以及喷墨印刷(Ink-Jet Printing)为柔

砷化镓太阳能电池行业的现状与发展前景

砷化镓太阳能电池行业的现状与发展前景 目录 一、太阳能电池行业的基本情况与发展趋势 (2) (一)太阳能电池简介 (2) (二)太阳能电池产业链 (2) (三)不同材料太阳能电池适用性的比较 (3) (四)太阳能电池市场规模与发展趋势 (4) 1.全球太阳能电池市场容量 (4) 2.国内太阳能电池行业发展现状 (4) 3.太阳能电池行业发展趋势 (5) 二、砷化镓太阳能电池市场分析与发展趋势 (6) (一)砷化镓太阳能电池整体情况 (6) 1.空间用砷化镓太阳能电池 (6) 2.地面聚光砷化镓太阳能电池 (7) 3.国际砷化镓太阳能电池的市场状况 (8) 4.国内砷化镓太阳能电池的市场状况 (8) (二)国内砷化镓太阳能电池市场的发展趋势 (9) 1.空间用砷化镓太阳能电池市场稳定且潜力巨大 (9) 2.地面聚光砷化镓太阳能电池目前处于市场导入期,未来可能快速增 长 (9) 三、进入砷化镓太阳能电池领域的主要壁垒 (10) (一)技术壁垒 (10) (二)资本壁垒 (10) (三)客户资源壁垒 (10) 四、砷化镓电池产业发展遇到的问题 (11) 五、砷化镓太阳能电池利润水平的影响因素与变化趋势 (12) 六、砷化镓太阳能电池技术发展趋势 (13) (一)空间用砷化镓太阳能电池技术发展趋势 (13) (二)地面聚光砷化镓太阳能电池技术发展趋势 (13) 七、影响行业的季节性与周期性 (14)

一、太阳能电池行业的基本情况与发展趋势 (一)太阳能电池简介 太阳能电池是利用光伏效应将太阳能通过半导体物质转变为直流电能的一 种器件。目前,已商业化的太阳能电池主要有晶体硅太阳能电池(单晶硅太阳能电池和多晶硅太阳能电池)、薄膜太阳能电池和半导体化合物太阳能电池(以砷化镓太阳能电池为主)三大类。 晶体硅太阳能电池目前占据绝大部分太阳能电池市场份额,广泛应用于发电;薄膜太阳能电池近年来因技术的迅速发展,具备了相对于晶体硅太阳能电池的成本优势;相比于晶体硅和薄膜太阳能电池产品,砷化镓太阳能电池是新能源、新材料的典型代表之一,在太阳能电池产品中光电转换效率最高、科技含量最高、技术难度最高,产品问世初期主要应用于空间飞行器电源和其他高端用途,近年来随着聚光技术和跟踪技术的发展,产品应用范围逐步扩展,砷化镓聚光电池应用于地面发电系统的比较经济优势已开始显现。 光电转换效率是衡量太阳能电池技术水平最重要的指标,不同种类太阳能电池最高光电转换效率情况如下表: 不同种类太阳能电池光电转换效率比较表 (二)太阳能电池产业链 完整的太阳能电池产业链一般包括电池原材料、太阳能电池外延片、太阳能电池芯片、太阳能电池组件和太阳能电站5 个主要环节,如图所示:

太阳能电池的种类特点及发展趋势

太阳能电池的种类特点及发展趋势一、种类 按照材料分类 硅太阳能电池:以硅为基体材料(单晶硅、多晶硅、非晶硅) 化合物半导体太阳能电池:由两种或两种以上的元素组成具 半导体特性的化合物半导体材料制成的太阳能电池(硫化镉、 砷化稼、碲化镉、硒铟铜、磷化铟) 有机半导体太阳能电池:用含有一定数量的碳-碳键且导电 能力介于金属和绝缘体之间的半导体材料制成的电池(分子 晶体、电荷转移络合物、高聚物) 单晶硅太阳电池 特点 硅系列太阳能电池中,单晶硅的光电转换效率最高,技术也最成熟,高性能单晶硅电池是建立在高质量单晶硅材料和相关成熟的加工工艺基础上。提高转换效率主要是靠单晶硅表面微结构处理和分区掺杂工艺。单晶硅太阳能电池的转换效率无疑是最高的,在大规模应用和工业生产中仍旧占据主导地位,但由于受单晶硅材料价格及相应繁琐的电池工艺影响,致使单晶硅成本据高不下,严重影响了其广泛应用。 单晶硅太阳能电池的特点是对于大于0.7μm的红外光也有一定的灵敏度。以p 型单晶硅为衬底,其上扩散n型杂质的太阳能电池与n型单晶硅为衬底的太阳能电池相比,其光谱特性的峰值更偏向左边(短波长一方)。它对从蓝到紫色的短波长(波长小于0.5μm)的光有较高的灵敏度,但其制法复杂,成本高,仅限于空间应用。此外,带状多晶硅太阳能电池的光谱特性也接近于单晶硅太阳能电池的光谱特性。 1. 铸造多晶硅 结晶形态分 单晶硅 多晶硅 非晶硅 高纯多晶硅 薄膜多晶硅 带状多晶硅 区熔单晶硅 直拉单晶硅

多晶硅太阳电池 特点 单晶硅太阳能电池的缺点是制造过程复杂,制造电池的能耗大。为解决这些问题,用浇铸法或晶带法制造的多晶硅太阳能电池的开发取得了进展。在1976年证明用多晶硅材料制作的太阳能电池的转换效率已超过10%,对大晶粒的电池,有报道效率可达20%。这种低成本的多晶硅太阳能电池已经大量生产,目前,它在太阳能电池工业中所占的分额也相当大。 但是多晶硅材料质量比单晶硅差,有许多 晶界存在,电池效率比单晶硅低; 晶向不一致,表面织构化困难。 单晶、多晶与非晶的区别 多晶:短程有序(团体有序),成百上千个原子尺度,通常是在微米的量级; 非晶:局部有序(个体有序),微观尺度,几个原子、分子尺度,一般只有十几埃至几十埃的范围; 单晶:长程有序(整体有序),宏观尺度,通常包含了整块固体材料。 尽管多晶硅材料由于存在晶粒间界而不利于太阳能电池转换效率的提高。但因为制备多晶硅材料比制备单晶硅材料要便宜得多,所以研究人员正致力于减少颗粒间界的影响以期得到低成本多晶硅太阳能电池。 发展趋势 晶硅太阳电池向薄片化方向发展 硅片减薄 硅片是晶硅电池成本构成中的主要部分。 降低硅片厚度是结构电池降低成本的重要 技术方向之一。 铸造多晶硅 结晶形态分 单晶硅 多晶硅 非晶硅 高纯多晶硅 薄膜多晶硅 带状多晶硅 区熔单晶硅 直拉单晶硅

柔性CZTSSe太阳电池的制备及性能研究

第9卷第3期 福建江夏学院学报 Vol.9 No.3 2019年6月 Journal of Fujian Jiangxia University Jun.2019柔性CZTSSe太阳电池的制备及性能研究 严 琼1,李弘楠2,林晓园3 (1.2.3.福建江夏学院电子信息科学学院,福建福州,350108) 摘 要:采用溶液法及后硒化处理的方式在柔性钼衬底上制备铜锌锡硫硒薄膜,并通过XRD、EDS、Raman和SEM分析薄膜的结晶性、物相和形貌。研究金属成分含量对CZTSSe薄膜形貌的影响,最终在柔性衬底上制备出成分均匀可控、无二元或三元杂相、结晶致密连续的CZTSSe 薄膜,并以此为基础制备结构为Mo/CZTSSe/CdS/i-ZnO/ITO/Ag的柔性太阳电池,得到的电池最高效率为3.83%。 关键词:柔性薄膜太阳电池;铜锌锡硫硒;背接触;载流子输运 中图分类号:TM914.4 文献标识码:A 文章编号:2095-2082(2019)03-0110-09 一、研究背景 太阳能的开发与利用有助于应对能源短缺和环境污染这两大挑战,实现可持续发展,因此各国都在大力扶持光伏产业。不同太阳能电池技术的光电转化效率发展历程如图1所示。[1]其中,铜锌锡硫硒(CZTSSe)薄膜太阳电池由于其组成元素地壳储量丰富、绿色环保、轻质、可柔性等优点而得到广泛关注。相比于传统的刚性电池,柔性太阳电池具有材质柔软、质量轻、功率质量比高、生产过程能耗小、易于实现卷对卷大面积连续生产等优点,可望扩展太阳电池的应用领域。采用能够耐受CZTS基薄膜整个制备过程并保持高转换效率的柔性背电极材料来制备柔性器件是一项有意义的工作。 近年来,CZTS基太阳电池在刚性衬底上的最高转换效率已达12.6%,而在柔性衬底上的最高效率仅为7.04%,因此需要进一步研究基于柔性衬底的CZTS基薄膜的成膜工艺,探究电池内载流子的输运机理,为提高电池效率提供实验数据和理论支撑。本文围绕柔性CZTSSe太阳电池开展研究工作,采用溶液法及后硒化处理的方式在柔性钼衬底上制备CZTSSe薄膜,以此为基础制备柔性CZTSSe太阳电池并研究其光电性能。 收稿日期:2019-03-05 基金项目:福建省教育厅科技项目(JT180589,JAT170632);福建江夏学院校青年科研人才培育基金项目(JXZ2017002,JXZ2017006);福建江夏学院教育教学改革项目(J2019C011); 作者简介:1.严 琼(1987—),女,福建福州人,福建江夏学院电子信息科学学院讲师; 2.李弘楠(1989—),男,吉林农安人,福建江夏学院电子信息科学学院讲师; 3.林晓园(1985—),女,福省福州人,福建江夏学院电子信息科学学院讲师。 110

太阳能电池片技术发展的现状和趋势

太阳能电池片生产技术的发展和趋势 LED光伏电子项目部 2009/2/22

1太阳能电池片的生产工艺 1.1太阳能电池的工作原理 典型的太阳电池本质上是一个大面积半导体二极管,它利用光伏效应原理把太阳辐射能转换成电能。当太阳光照射到太阳电池上并被吸收时,其中能量大于禁带宽度Eg的光子能把价带中电子激发到导带上去,形成自由电子,价带中留下带正电的自由空穴,即电子-空穴对,通常称它们为光生载流子。自由电子和空穴在不停的运动中扩散到pn结的空间电荷区,被该区的内建电场分离电子被扫 到电池的n型一侧,空穴被扫到电池的p型一侧,从而在电池上下两面(两极)分别形成了正负电荷积累,产生“光生电压”,即“光伏效应”(photovoltaic effect)若在电池两侧引出电极并接上负载,负载中就有“光生电流”通过,得到可利用的电能,这就是太阳电池的工作原理,如图1所示。 图1太阳电池的工作原理 光伏效应是1839年法国Becqueral第一次在化学电池中观察到的。1876年在固态硒(Se)的系统中也观察到了光伏效应,随后开发出Se/CuO光电池。硅光电池的报道出现于1941年1954年,贝尔实验室Chapin等人开发出效率为6%的单晶硅光电池,为太阳能光伏发电奠定了技术基础,成为现代太阳电池时代的划时代标志。作为能源,硅太阳电池于1958年首先在航天器上得到应用。在随后10。多年里,硅太阳电池在空间应用中不断扩大,工艺不断改进,电池设计逐步定型。70 年代初,许多新技术引入电池制造工艺,转换效率有了很大提高。与此同时,硅太阳电池开始引入地面应用,70年代末,地面太阳电池产量已经超过了空间电池产量,促使成本不断降低。80年代初,硅太阳电池发展进入快速发展时期,技术进步和研究开发使太阳电池效率进一步提高,商业化生产成本持续降低,应用不断扩大。在太阳电池的整个发展历程中,先后开发出各种不同结构的电池,如肖特基(MS)电池、MIS电池、MINP电池、异质结电池等,其中同质p2n结电池自始至终占着主导地位,其他结构电池对太阳电池的发展也产生了重要影响。在材料方面,有晶硅电池、非晶硅薄膜电池、铜铟硒(CIS)薄膜电池、碲化镉(CdTe)薄膜电池、砷化镓薄膜电池等,由于薄膜电池被认为是未来大幅度降低成本的根本出路,因此成为太阳电池研发的重点方向和主流,在技术上得到快速发展,并逐步向商业化生产过渡,多晶硅薄膜电池和Gratzel电池在90年代中后期开始成为薄膜电池的研发热点,技术发展比较迅速。 1.2太阳能电池的生产工艺

一种柔性可弯曲晶体硅太阳能电池板

一种柔性可弯曲晶体硅太阳能电池板近日绍兴合田新能源有限公司推出一种“柔性可弯曲晶体硅太阳能电池板”,解决了传统太阳能电池板不可弯曲,使用领域局限的问题。 现有的技术中的晶硅太阳能电池板基本都是用一块钢化玻璃层压在外面,用以保护电池片,这样也使得电池板具有不可弯曲性,限制了它的使用领域。为了使得晶硅电池板具有可弯曲性,普遍做法是去掉电池板外层的玻璃,用硬质有机高分子板材代替现有的 3.2mm 专用光伏玻璃,这样做有一个缺点:一方面折弯次数多了,会使脆性的晶硅电池片遭到破坏,影响发电,另一方面失去了玻璃层的保护,使得太阳能电池板表面受外力冲击时也会使内层的电池片遭到破坏。 此柔性可弯曲晶体硅太阳能电池板克服现有技术中的缺陷,提供一种即可以弯曲,又能够保护太阳能板表面不受外力冲击破坏的柔性可弯曲太阳能电池板。 柔性可弯曲晶体硅太阳能电池板,包括相互独立设置、并且彼此之间通过柔性导体相联通的若干电池板单元,电池板单元由上到下一次设置有钢化玻璃层、晶硅电池片,钢化玻璃层与晶硅电池片之间通过胶膜固定;电池板单元之间通过柔性材料进行连接。 上述柔性材料包括一柔性背板,若干电池板单元排列并固定在柔性背板上,柔性材料还包括设置在相邻电池板之间的柔性胶。柔性胶为EVA胶膜或PVB胶膜,钢化玻璃层的上方还设置有柔性透明板。 柔性可弯曲晶体硅太阳能电池板,将电池板上用的完整的光伏玻

璃化整为零,与电池板中的每一块晶硅电池片单独层压在一起,形成一个单元,每个电池板单元周边用柔性胶或柔性板材相连,电池板单元之间电气连接使用柔性导体,这样拼接成的太阳能电池板,不仅可以多次弯折,由于上层覆盖有钢化玻璃,从而也具有较强的抗外力冲击力,既具有普通电池板的坚固性,又具有一定的柔性,适用领域随之扩大。 柔性可弯曲晶体硅太阳能电池板单块最大功率可以达到300w。因为太阳能板的额定功率是根据输出功率的峰值而定,其电能输出受限于环境温度、太阳光强度、光照角度等条件。而柔性可弯曲晶体硅太阳能电池板在环境温度高或受遮挡的条件下,比单晶硅或多晶硅太阳能电池板产生更多的电能,最多可以达到20%。所以柔性可弯曲晶体硅太阳能电池板在生活中的应用会越来越普遍。

太阳能电池的发展与趋势

《物理演示实验》结课论文题目:太阳能电池的发展与趋势 学生姓名: 学号: 专业班级: 2013年 5月25日

摘要:现代社会应是节约型的社会,而社会生活也应是节约能耗的生活。而太阳能作为一种取之不尽的新型环保能源已成为世界各国世界上能源探究工作中的一个重要课题。是我国在经济目前状况下采取的较为简单、经济、环保、可靠的节能办法。近些年,随着我国经济的飞速发展、科技水平的快速提升,太阳能技术已逐渐普及、应用到各个行业领域乃至人们的生活中,而市面上也涌现出了大量的太阳能热水器、太阳能发电设备、太阳能照明器具等产品。其中,太阳能电池的应用,不仅充分发挥了太阳能技术环保、节能、可再生的特点,同时也有效满足了当代社会发展、科技进步的需求。本文就太阳能电池新发展的新概念及新的方向作简要的分析、探讨。 关键字:太阳能新能源太阳能电池 一、引言 太阳内部进行着剧烈的由氢聚变成氦的核反应,并不断向宇宙空间辐射出巨大的能量,可以说是“取之不尽、用之不竭”的能源。地面上的太阳辐射能随时间、地理纬度、气候变化,实际可利用量较低,但可利用资源仍远远大于满足现在人类全部能耗及2100年后规划的能源利用量?。地球上太阳能资源一般以全年总辐射量[kJ/(m^2·年)]和全年日照总时数表示。就全球而言,美国西南部、非洲、澳大利亚、中国西藏、中东等地区的全年总辐射量或日照总时数最大,为世界太阳能资源最丰富地区。我国陆地面积每年接收的太阳辐射总量3.3×10^3~8.4×10^6 kJ/(m^2·年)之间,相当于2.4×10^4亿t标煤,属太阳能资源丰富的国家之一。全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2200h,日照在5×10^6kJ/(m^2·年)以上。我国西藏、青海、新疆、甘肃、宁夏、内蒙古高原的总辐射量和日照时数均为全国最高,属太阳能资源丰富地区;除四川盆地、贵州资源稍差外,东部、南部及东北等其他地区为资源较富和中等区,所以在我国太阳能有很大的发展前景。 随着新型太阳能电池的涌现,以及传统硅电池的不断革新,新的概念已经开始在太阳能电池技术中显现,从某种意义上讲,预示着太阳能电池技术的发展趋势。通过对太阳能电池的发展背景、现状进行分析,可将太阳能电池发展的新概念、新方向归纳为薄膜电池、柔性电池、叠层电池、以及新概念太阳能电池。 二、太阳能电池概况 1、太阳能电池定义 太阳能电池就是把太阳光转化为电的一种器件,在一般的情况下(注意条件),太阳能电池 的效率随光强增加而增加的。再进一步说就是太阳能电池效率和安装地的综合气候条件有关系。2、太阳能电池的分类 不同的材料对光的吸收系数不同,禁带宽度也不同,量子效率自然也不同,电池效率自然也 不同了。一般来说,单晶硅/多晶硅对光的系数系数远小于非晶硅的,所以非晶硅太阳能电池厚度仅仅有单晶硅/多晶硅厚度的百分之一即可较好的吸收太阳光。另外理论上讲GaAs太阳能电池的极限效率要大于其他太阳能电池的极限效率,因为GaAs太阳电池的禁带宽度在1.4ev,和地面太阳光光谱能量的最值最为接近。根据所用材料的不同,太阳能电池可分为:1、硅太阳能电池2、以无机盐如砷化镓III-V化合物、硫化镉、铜铟硒等多元化合物为材料的电池3、功能高分子材料制备的太阳能电池4、纳米晶太阳能电池等。硅是最理想的太阳能电池材料,这是太阳能电池以硅材料为主的主要原因。在以上电池中单晶硅太阳能电池转换效率最高,技术也最为成熟,光电转化效率可达23.3%。随着新材料的不断开发和相关技术的发展,以其它材料为基础的太阳能电池也愈来愈显示出诱人的前景。目前国际成本大规模生产技术的研究主要集中在多晶硅、大面积薄膜非晶硅、CdTe电池、CIS 电池的制造技术、III-V族化合物半导体高效光电池,非晶硅及结晶硅混合型薄膜光电池等方面。 三、太阳能电池发展综述 长期以来,世界各国在大力发展经济的同时,各行业领域的过度生产消耗了大量的能源,倘若继续按照此种趋势发展,在未来的五十年里,能源危机将是影响人类生活、阻碍社会进步的首要问题。目前,不同国家、地区、种类的全部能源中,能够使用的化石能源占90%以上,若是以现阶段世界各国的能源消耗状态发展到二十一世纪的中期,可供使用的能源储备、化石能源所占比例将减少近50%,之后的能源需求必将是以可再生能源、核能为主。基于此种趋势,预计到2100年,在人类所使用的能源中,可再生资源将占有30%以上。可供开发、使用的可再生能源主要有地热能、生

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