非晶硅薄膜电池的历史、现状和发展中的主要问题
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固态电池关键材料体系发展研究目录一、内容描述 (2)1. 研究背景与意义 (3)2. 研究目的与任务 (4)3. 研究方法与思路 (6)二、固态电池概述 (6)1. 固态电池的基本原理 (7)2. 固态电池的分类 (9)3. 固态电池的特点及优势 (10)三、固态电池关键材料体系 (11)1. 正极材料 (13)2. 负极材料 (14)3. 电解质材料 (16)4. 隔离膜材料 (17)5. 添加剂与粘合剂等辅助材料 (18)四、固态电池关键材料体系的发展现状 (19)1. 正极材料的发展现状 (20)2. 负极材料的发展现状 (21)3. 电解质材料的发展现状 (22)4. 隔离膜材料的发展现状 (23)5. 其他辅助材料的发展现状 (25)五、固态电池关键材料体系的技术挑战与解决方案 (26)1. 技术挑战 (27)2. 解决方案与路径探讨分析 (28)一、内容描述随着全球对可持续能源的需求不断增长,固态电池作为一种具有高效能、长寿命和环保性能的新型电池技术,受到了广泛关注。
固态电池的关键材料体系对其性能和成本具有重要影响,因此研究固态电池关键材料体系的发展具有重要的理论和实际意义。
固态电解质:固态电解质是固态电池的核心组成部分,其性能直接影响到电池的能量密度、循环稳定性和安全性能。
本节将对现有固态电解质的研究进展进行梳理,包括聚合物电解质、无机非金属电解质等,并探讨其在固态电池中的应用前景。
电极材料:电极材料作为固态电池的另一关键组成部分,其导电性、离子传输能力和化学稳定性对于电池的性能至关重要。
本节将对目前主要的电极材料(如硅基、硫属化合物、硫化物等)进行综述,分析其优缺点及在固态电池中的应用潜力。
界面科学与调控:固态电池的界面结构对其性能具有重要影响,如界面电阻、界面反应等。
本节将对固态电池界面科学的研究现状进行梳理,重点关注界面调控策略(如掺杂、包覆、共价键形成等)及其在提高固态电池性能方面的作用。
纳米结构材料及其技术在太阳能电池中的应用和发展现状王二垒,张秀霞,杨小聪,张绍慧(北方民族大学电信学院,宁夏银川750021)摘要:太阳能电池的发展和利用离不开太阳能电池材料和技术的发展,文中对纳米结构材料及其技术在太阳能电池和太阳能光电转化技术中的应用和发展现状做了简要综述。
介绍了多元化合物太阳电池纳米材料、染料敏化太阳电池纳米材料和有机聚合物太阳电池结构纳米材料的研究现状和技术创新,并指出其发展趋势。
关键词:太阳能电池;阳能电池材料;纳米结构材料;光电转化中图分类号:O 484.4文献标识码:A文章编号:1674-6236(2012)24-0184-04Application and development of NANO -structured materials andtechnologies for solar cellsWANG Er -lei ,ZHANG Xiu -xia ,YANG Xiao -cong ,ZHANG Shao -hui(School of Electronics and Information Engineering ,North National University ,Yinchuan 750021,China )Abstract:The development and use of solar cells can not be separated from the development of solar materials and technologies ,this paper summarized the application and development of NANO -structured material and technologies for solar cells and solar photoelectric conversion.The study status and technology innovation for multi -element compounds solar cells of NANO -structured materials ,dye -sensitized solar cells of NANO -structured materials and organic polymer solar cells of NANO -structured materials were introduced ,the development tendency were also been pointed out.Key words:solar cells ;solar cell material ;NANO -structured material ;photoelectric conversion收稿日期:2012-08-28稿件编号:201208157基金项目:国家自然科学基金资助项目(60844006);北方民族大学研究生创新项目(2012XYC040;2012XYC041);宁夏高等学校科学研究项目基金(2011JY002);北方民族大学科学研究专项任务项目基金(2011XJZKJ02);北方民族大学大学生创新项目(CJJ-CX-DX-40;CJJ-CX-DX-39)作者简介:王二垒(1985—),男,河南商水人,硕士研究生。
论文姓名:袁胜超专业: 工业分析与检验班级:0905012 学号:090501202太阳能前景课题分析:由于太阳能发电目前相对其他新能源成本高、技术效率还比较低,因此策的规划引导和补贴成为太阳能产业发展的重要动力。
2009年我国推出了太阳能屋顶计划和金太阳示范工程,对国内光伏电站投资提供补贴。
太阳能屋顶计划是对太阳能建筑进行补贴,标准为20元/Wp。
据测算,该补贴标准大约可以覆盖相关企业生产成本的30%-50%,大大降低了太阳能光伏发电成本。
金太阳示范工程提出对并网光伏发电项目原则上按光伏发电系统及其配套输配电工程总投资的50%给予补助,偏远无电地区的独立光伏发电系统按总投资的70%给予补同时,我国企业还将充分受益国际光伏市场的巨大发展。
2008年全球光伏产量达6.4GW,新增装机量达5.6GW;2009年产量达9.3GW,新增装机量达7.3GW。
光伏产业产量过去5年间增加超过8倍,年复合增长率超过50%。
EPIA预测,到2014年世界光伏市场市场需求在策推动下将会达到30GW,从2010年到2014年年复合平均增长率约为17.9%。
从太阳能电池产量来看,目前是晶硅电池占据主导地位,2009年占有超过80%的市场份额,但未来薄膜、聚光光伏和聚光光热随着技术发展也存在发展潜力。
因此,随着国内外光伏市场增长,晶硅电池市场前景广阔。
非晶硅薄膜电池的投资在2008年开始成为市场一大亮点,随着技术进步其投资规模预计在未来仍将保持高速增长。
世界主流非晶硅薄膜设备供应商普遍预计在2012年其薄膜电池成本可降到0.5-0.6美金/kg,转换效率研发目标约12%-14%,随着工艺稳定性和效率研发的不断提升,非晶硅薄膜市场将稳定增长。
关键词:前景太阳能热利用技术概况【作者】陈德明;徐刚;【机构】中国科学院广州能源研究所中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室;中国科学院广州能源研究所中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室广州510640;广州510640;【摘要】太阳能是理想的可再生能源.太阳能热利用技术目前还处于发展时期.文章对太阳能热利用成熟技术、先进技术以及当前研究的中心问题进行了简要的概述.成熟技术部分主要包括热水器、太阳灶、太阳房等广为人们使用的太阳能热利用技术;先进技术部分主要阐述了尚处于研究试验阶段的高品位太阳能热利用技术,包括太阳能热发电、太阳能空调制冷、太阳能制氢、太阳能海水淡化及太阳能烟囱发电等;在当前研究的中心问题部分,主要论述了解决太阳能热利用的关键技术问题. 更多还原【关键词】太阳能;热利用;发电;制氢;太阳能住宅推广中存在的问题及其对策【作者】樊瑜;刘长滨;戚振强;【机构】北京建筑工程学院;【摘要】在常规能源短缺、住宅能耗高的今天,太阳能住宅的推广应用意义重大。
太阳能电池的研究现状及发展【摘要】近年来随着人们对环境的重视,对新能源的需要变得越来越大,太阳能成为新型能源将被广泛应用。
黄铁矿结构的二硫化铁(FeS2)是一种具有合适的禁带宽度(Eg≈0.95eV)和较高光吸收系数(当λ≤700nm时,α=5×105cm-1)的半导体材料,而且其组成元素在地球上储量丰富、无毒,有很好的环境相容性。
因此,FeS2薄膜在光电子以及太阳能电池材料等方面有潜在的应用前景,受到人们的广泛关注。
本文从不同制备方法所制备出的二硫化铁薄膜的研究结果,来分析二硫化铁薄膜的研究状况。
【关键词】能源;二硫化铁;制备方法;光电性能1.引言太阳能电池自1954年由诺贝尔实验室和RCA公司几位杰出的科学家发明问世以来,由于地球变暖现象的日益严重,世界各国对二氧化碳的排放量均采取严格的管制,再加上石油匮乏,40年后将消耗殆尽,其价格持续攀升,这些因素都促成了对代替能源的重视与需求,也激发了太阳能产业的蓬勃发展。
太阳是一座聚合核反应器,它一刻不停地向四周空间放射出巨大的能量。
它的发射功率为3.865×1026J/S(相当于烧掉1.32×1016ton标准煤释放出来的能量)。
地球大气表层所接收的能量仅是其中的22亿分之一,但是地球一年接收的太阳的总能量却是现在人类消耗能源的12000倍。
另外,根据文献记载太阳的质量为1.989×1030kg,根据爱因斯坦相对论(E=mc2)可以计算出太阳上氢的含量足够维持800亿年。
而由地质资料得出的地球年龄远远小于这个数字。
因此可以说太阳能是取之不尽、用之不竭的[1-3]2.太阳能电池太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。
以光电效应工作的薄膜式太阳能电池为主流,而以光化学效应工作的湿式太阳能电池则还处于萌芽阶段。
2.1 太阳能电池发展目前,太阳能电池产品是以半导体为主要材料的光吸收材料,在器件结构上则使用P型与N型半导体所形成的PN结产生的内电场,从而分离带负电荷的电子与带正电荷的空穴而产生电压。
晶硅太阳能电池发展历程晶硅太阳能电池是一种利用太阳光直接转换成电能的器件,它是太阳能利用的主要方式之一。
本文将从晶硅太阳能电池的发展历程出发,介绍其演变过程和技术进展。
第一代晶硅太阳能电池诞生于20世纪50年代,由贝尔实验室的研究人员发明。
这种太阳能电池是基于单晶硅材料制成的,光电转换效率较低,仅为6%左右。
虽然效率不高,但这种电池拥有较长的使用寿命和较高的可靠性,因此在一些特定领域得到了应用。
随着科技的不断进步,第二代晶硅太阳能电池于20世纪70年代末期问世。
与第一代电池相比,第二代电池的光电转换效率有了显著提升,达到了10%左右。
这是因为研究人员采用了多晶硅材料制作电池,提高了电池的光吸收能力。
此外,第二代电池的制造成本也有所降低,使其更加实用化。
进入21世纪,第三代晶硅太阳能电池开始崭露头角。
第三代电池采用了新型材料和结构设计,进一步提高了光电转换效率。
比如,研究人员引入了薄膜技术,将晶硅材料制成薄膜状,使得电池更加轻薄灵活,并且显著降低了制造成本。
此外,还有一些新材料如铜铟镓硒(CIGS)、钙钛矿等被应用于第三代电池,进一步提高了光电转换效率。
晶硅太阳能电池的研究重点主要集中在第四代电池上。
第四代电池是指采用新型材料和新工艺制成的太阳能电池,其光电转换效率更高,可达到20%以上。
研究人员通过改善材料的吸收能力、增强载流子的传输效率等手段,不断推动着晶硅太阳能电池技术的发展。
除了提高光电转换效率外,晶硅太阳能电池还在其他方面取得了一些突破。
比如,研究人员不断改进电池的耐热性能,使其能够在高温环境下工作。
此外,还有一些新型结构的晶硅太阳能电池被提出,如多结太阳能电池、透明太阳能电池等,丰富了晶硅太阳能电池的应用领域。
总的来说,晶硅太阳能电池经过多年的发展,从第一代到第四代,光电转换效率逐渐提高,制造成本逐渐降低,应用范围逐渐扩大。
随着技术的进步和创新的推动,相信晶硅太阳能电池在未来会继续取得更大的突破,为可持续能源的发展做出更大的贡献。
太阳能电池的发展现状与未来趋势太阳能电池,作为可再生能源的重要组成部分,已经成为当今社会可持续发展的关键技术之一。
本文将从技术发展、市场应用和未来趋势三个方面对太阳能电池的发展现状进行探讨。
第一部分:技术发展太阳能电池的技术发展经历了几十年的积累和演进。
最早的太阳能电池是由硅材料制成的,称为单晶硅太阳能电池。
然而,由于制造难度高、成本高昂,以及工作效率低等问题,单晶硅太阳能电池一直受限于规模化应用。
随着科技的进步,多晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池等新型材料逐渐崭露头角。
多晶硅太阳能电池制造工艺相对简单,成本较低,同时工作效率也有所提高。
而薄膜太阳能电池则具有柔性、轻薄、透明等优势,具备更广阔的应用场景。
此外,还有一些新型太阳能电池技术不断涌现。
例如有机太阳能电池可以实现颜色和形状的灵活设计,有望嵌入到建筑物、电子产品等各种载体中。
钙钛矿太阳能电池具有高效、低成本的特点,近年来取得了显著的突破。
第二部分:市场应用随着太阳能电池技术的成熟和价格的下降,太阳能产业得到了迅猛发展。
目前,太阳能电池广泛应用于家庭光伏发电、商业光伏发电和大规模电站等领域。
在家庭光伏发电方面,越来越多的家庭开始安装太阳能电池板,利用太阳能自行发电。
这不仅可以降低对传统能源的依赖,减少碳排放,还可以通过售电上网实现经济效益。
商业光伏发电则主要指的是工业和商业领域的太阳能发电项目。
由于工厂、商场等场所的用电量较大,太阳能发电可以有效降低用电成本,同时满足绿色能源需求。
此外,大规模太阳能电站也在全球范围内广泛建设。
这些电站通常由数百甚至上千个太阳能电池组成,能够为城市或地区提供大量的清洁能源。
第三部分:未来趋势太阳能电池在未来的发展前景令人充满期待。
随着科技和工艺的不断进步,太阳能电池的效率将进一步提高,成本将进一步降低。
科学家们正在开展各种研究,尝试开发出更高效、更稳定的材料,并不断优化制造工艺。
另外,太阳能电池与储能技术的结合也是未来的一个趋势。
太阳能晶硅电池发展历程及其关键材料技术摘要:随着经济的快速发展,对能源的需求越来越大,太阳能作为一种非常理想的清洁、可再生的新能源,可以缓解能源短缺和环境污染。
人们利用太阳能的方式有很多种,包括太阳能光化学转化、光热转化和光电转化,其中太阳能光电转化是将太阳能转化成电能,也就是一般说的光伏技术。
本文就晶硅太阳能电池的发展历程及其关键材料技术展开介绍。
关键词:单晶硅、多晶硅晶硅太阳能电池的发展:随着21 世纪的到来,经济飞速发展,对能源的需求越来越大,大量化学燃料的使用,导致能源迅速短缺和环境污染日益严重。
新能源成为21 世纪研究的重要领域之一,太阳能的应用与普及受到了人们的高度重视。
太阳能是由太阳的氢经过核聚变产生的一种能源,太阳的能量非常丰富,每秒钟照射到地球上的能量相当于500 万吨标准煤,如果换算成电能则大约为3.8×1019MW,可见太阳的能量有多么巨大,而且太阳能不含有害物质,不排除二氧化碳,因此科学家们认为太阳能的利用极富发展前景,是人类解决当前能源危机的一种有效途径。
于是,人们将目光纷纷投向了太阳。
太阳能是一种非常理想的清洁、可再生的新能源,可以缓解能源短缺和环境污染。
人们利用太阳能的方式有很多种,包括太阳能光化学转化、光热转化和光电转化,其中太阳能光电转化是将太阳能转化成电能,也就是一般说的光伏技术。
(光生伏打效应是指物体由于吸收光子而产生电动势的现象,是当物体受光照时,物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。
)在各种太阳能电池中,硅太阳能电池因其可靠性高、寿命长、能承受各种环境变化等优点成为太阳能电池的主要品种,目前,国际上98%以上的太阳能电池是利用硅材料制备的。
据统计在2005 年的世界光伏市场中,硅太阳能电池占据的比重为87%,其中单晶硅占太阳能电池占据的比重为32%、多晶硅太阳能电池占据的比重为58%、硅薄膜太阳能电池占据的比重为7%、而其它材料的太阳能电池仅占据总比重的3%。
太阳能电池的发展历史引言概述:太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置,是清洁能源的重要组成部份。
随着科技的不断进步,太阳能电池的发展历史也日益丰富。
本文将从太阳能电池的发展历史出发,探讨太阳能电池在不同阶段的重要发展和技术突破。
一、第一代太阳能电池1.1 第一代太阳能电池的材料第一代太阳能电池采用的是单晶硅材料,具有较高的转换效率。
1.2 第一代太阳能电池的结构第一代太阳能电池采用PN结构,通过光生电子和空穴的扩散来产生电流。
1.3 第一代太阳能电池的应用第一代太阳能电池主要用于太阳能发电系统和航天领域。
二、第二代太阳能电池2.1 第二代太阳能电池的材料第二代太阳能电池采用的是多晶硅、非晶硅、半导体复合材料等,具有更广泛的应用范围。
2.2 第二代太阳能电池的结构第二代太阳能电池采用薄膜太阳能电池、有机太阳能电池等新型结构,具有更高的柔韧性和透明度。
2.3 第二代太阳能电池的应用第二代太阳能电池广泛应用于建造一体化、户外充电设备等领域。
三、第三代太阳能电池3.1 第三代太阳能电池的材料第三代太阳能电池采用的是钙钛矿、有机无机杂化材料等新型材料,具有更高的光电转换效率。
3.2 第三代太阳能电池的结构第三代太阳能电池采用钙钛矿太阳能电池、染料敏化太阳能电池等新型结构,具有更高的光吸收性能。
3.3 第三代太阳能电池的应用第三代太阳能电池在光伏发电、光催化等领域具有广阔的应用前景。
四、第四代太阳能电池4.1 第四代太阳能电池的材料第四代太阳能电池采用的是纳米材料、量子点材料等新型材料,具有更高的光电转换效率和稳定性。
4.2 第四代太阳能电池的结构第四代太阳能电池采用多结构堆叠、光子晶体等新型结构,具有更高的光电转换效率和光电子传输性能。
4.3 第四代太阳能电池的应用第四代太阳能电池在光伏发电、光催化、光电子器件等领域具有更广泛的应用前景。
五、未来太阳能电池的发展趋势5.1 提高光电转换效率未来太阳能电池将不断提高光电转换效率,实现更高效的能源利用。
新型晶硅太阳能电池、薄膜太阳能电池-概述说明以及解释1.引言1.1 概述晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池是目前研究和应用最广泛的两种太阳能电池技术。
随着对可再生能源需求的日益增长,这两种太阳能电池的研究和发展在近年来获得了巨大的关注。
晶硅太阳能电池是一种基于单晶硅或多晶硅材料制造的太阳能电池。
其工作原理是利用太阳光照射在硅材料上时会产生光生电流,进而转化为电能。
晶硅太阳能电池具有高转换效率、较长的寿命和良好的稳定性等特点,适用于各种规模的太阳能发电系统,从小型家庭系统到大型商业系统。
而薄膜太阳能电池是一种利用非晶态硅、铜铟镓硫等材料制造的太阳能电池。
相比于晶硅太阳能电池,薄膜太阳能电池可以实现更低的制作成本和更高的柔韧性。
薄膜太阳能电池通常采用卷曲或可弯折的材料制成,可以应用于建筑物外墙、屋顶和其他曲面。
此外,薄膜太阳能电池还具有吸收弱光、高温环境下的较好表现等优势。
研究新型晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池的目的是为了进一步提高太阳能电池的效率、降低制造成本以及拓展其在各个领域的应用。
本文将从工作原理、特点和优势以及应用前景等方面对新型晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池进行详细介绍,并最后对其重要性进行总结以及展望未来的发展方向。
通过深入了解这两种太阳能电池技术,可以为太阳能行业的发展提供有价值的参考。
1.2 文章结构本文将详细介绍新型晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池两种不同类型的太阳能电池。
首先,引言部分将提供对整篇文章的概述,包括对这两种太阳能电池的介绍以及它们的应用前景。
接下来,本文将分别介绍新型晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池的工作原理、特点和优势。
在工作原理部分,将详细解释这两种太阳能电池的工作机制,包括光电转换和能量输出过程。
特点和优势部分将重点介绍新型晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池相比传统太阳能电池的优势和特点,比如转换效率的提高、制造成本的降低等。
在应用前景部分,将探讨这两种太阳能电池在未来的潜在应用领域,比如建筑一体化、电动汽车等。