太阳电池研发现状和发展概述

1、目录：1.太阳电池简介 4.太阳电池新技术开展 2. 世界大型光伏电站介绍 3.几种太阳电池的性能比较 新能源分类新能源广义上来说，有别于传统依靠矿物质原料燃烧的能源都称之为新能源。 太阳能风能生物质能核能地热、潮汐能资源丰富、利用方便、洁净无污染中华人民共和国 国家发展和改革委员会 中国新能源与可再生能源发展规划1999白皮书 太阳能利用的重要途径之一是研制太阳电池！Wave TidePV可再生核能欧洲联合研究中心对未来能源开展预测太阳电池原理光伏发电厂电池片电池组件200-m 厚的硅片234太阳电池分类薄膜电池晶体硅电池硅基薄膜电池单晶硅电池多晶硅电池化合物半导体薄膜电池HIT铜铟镓硒（C

2、IGS）砷化镓（GaAs）碲化镉（CdTe）非/微晶硅叠层电池（-Si）非晶硅(-Si)太阳电池30% limit (single junction)Source: NREL种类最高效率 (%)单晶硅24多晶硅18非晶硅13CIS，CIGS20DSSC11多结（例如GaAs，InGaP42单晶硅多晶硅TF非晶硅太阳电池效率光伏产业根本产业链设备生产商电池生产商组件生产商原料供给商发电应用研发中心质量检测晶体硅太阳能光伏产业链太阳能级多晶硅料单晶硅棒多晶硅锭多晶电池组件多晶硅太阳电池片多晶硅片单晶电池组件单晶硅太阳电池片单晶硅片太阳能发电站(系统)各个环节都有技术提升的要求，也取得了一些进展。晶

3、体硅和薄膜太阳电池产业链比照Thin film 高度整合硅棒、硅锭硅片电池单元电池板接线贴盒安装售电电池单元光伏组阵接线贴盒安装售电生产设备辅助设备 薄膜太阳电池产业链 晶体硅太阳电池产业链世界太阳电池产量1999 - 2021世界太阳电池07/08安装量07年：2.4 GW08年：5.65 GW全球50大光伏发电站 容量安装地点建造商, 建造时间60 MW西班牙, OlmedillaNobesol, September 200850 MW西班牙, Puertollano(Castila-La Mancha)Renovalia, 200846 MW葡萄牙, Moura (Alentejo)AC

4、CIONA Energia, December 200840 MW德国, Brandisjuwi GmbH, 2007-200834 MW西班牙, Arnedo (La Rioja)T-Solar, October 200830 MW西班牙, Osa de la Vega (Cuenca)200830 MW西班牙, Trujillo (Cceres)Elecnor, 200830 MW西班牙, Merida (Extremadura)Deutsche Bank AG等，September 200828 MW西班牙, Casas de Los PinosRenovalia, 200826 MW西

5、班牙, Fuente lamo(Murcia)August 200824 MW韩国, SinanConergy Ltd., October 200823.2 MW西班牙, Lucainena de las Torres(Almeria)New Energy Invest GmbH, August 200823.1 MW西班牙, Abertura(Caceres)Iberdrola, 200823 MW西班牙, Hoya de Los Vincentes, JumillaLuzentia, January 2008容量安装地点建造商, 建造时间22.1 MW西班牙, Almaraz(Cacere

6、s)OPDE, September 200821.47 MW西班牙, El Coronil(Andalucia)APIA XXI, 200821.2 MW西班牙, CalavronEPURON GmbH, 200820 MW韩国,首尔200920 MW西班牙, Calasparra(Murcia)200820 MW西班牙, Beneixama(Alicante)City Solar AG，Accener S.L., September 200718 MW西班牙, Olivenza(Badajoz)November 200818 MW西班牙, El Bonillo(Albacete)Octobe

7、r 200810.8 MW西班牙, Las Gabias(Granada)200817.3 MW德国, Turnow-Preilackjuwi Holding, 200915 MW西班牙, Calzada de Oropesa(Toledo)200915 MW韩国, Gochang (Jeollabukdo)Solarworld, October 200815 MW西班牙, Mahora (Castilla-La- Mancha)City Solar AG, September 200814.75 MW德国, Kthen (Sachsen- Anhalt)juwi Holding, Decem

8、ber 200814.2 MW美国, Nellis, NVSunPower Corp., December 2007Class VII 20 MWClass VI10-20Class V5-10Class IV3-5Class III1-3Class II0.5-1Class I0.2-0.5全球大型光伏电站的安装情况(1995-2021)(plants)世界最大PV发电站：西班牙 Olmedilla 60 MW德国最大PV发电站：Lieberose-solarpark 40 MW北美最大PV发电站：美国Las Vegas空间基地 14 MW西班牙Almeria 15.4 MW3、组件测试结果

9、Photon发布组件仍以晶体硅为主，其中：1456块多晶；995块单晶；8块复合晶体/非晶占93%不同组件的效率分布及平均值不同组件的功率分布Poly: 190 Watts Mono: 187 Watts 16家光伏组件每千瓦年发电量比较 (kWh/kW )16家光伏组件每月发电量比较 (kWh/kW)4、新技术开展电池“第三代光伏电池概念物理提纯硅片电池激光工艺应用 高效电池 -背电极选择发射极电池电极新工艺-银电极取代组件技术中空组件建筑组件全新工艺第三代光伏电池以高转换效率、原料储藏丰富等为设计出发点，主要包括叠层光伏电池、多能带光伏电池、冲击离子化光伏电池、热载流子光伏电池、上下转换光

10、伏电池、热光伏电池等；目前第三代光伏电池多数还处于探索阶段，少数技术已成熟并逐渐进入商业化。4.1 “第三代光伏电池概念叠层太阳电池将采用不同禁带宽度材料制备的太阳电池叠加起来，沿太阳光入射方向电池材料的禁带宽度依次降低，因此，入射的太阳光可以得到很好的过滤，能量高的光子被禁带宽度大的电池吸收，能量低的光子被禁带宽度小的电池吸收。关键技术：隧道结，叠层电池匹配；分类：非晶硅体系(-Si:H/-SiGe:H、c-Si:H/-Si:H)， -族化合物体系(GaInP/GaAs/Ge、GaInP/GaAs、GaAs/ GaSb) 硅量子点体系(Si/SiO2、 Si/Si3N4 、 Si/SiC)等

11、。叠层太阳电池 (Tandem cells)叠层太阳电池 (Tandem cells)三叠层最理想上下转换太阳电池(up and down conversion solar cells)利用上转换材料，将两个不能被太阳电池吸收的低能光子转换为一个可被太阳电池吸收的高能光子；利用下转换材料，将一个高能光子转换为两个可被太阳电池吸收的低能光子。Trupke. T, et al. Journal of applied physics, 2002, 92:4117-4122Trupke. T, et al. Journal of applied physics, 2002, 92:1668-1674上

12、下转换光伏电池材料上转换材料主要是一些稀土化合物(如Ba2ErCl7, BaLn2F8等)和稀土掺杂的氧化物、氟化物、氯化物和硫化物等；2005年 Shalav等人将工业上应用的NaYF4:Er3+上转换材料应用到硅太阳电池的反面， 电池在激发波长为1523nm，功率为5.1mW的光辐照下，外量子效率到达2.5%，内量子效率到达3.8%。下转换材料：1999年，Rene等人发现LiGdF:Eu3+在室温下可将一个紫外光子转换(quantum cutting)为两个可见光子，其量子效率接近200%激光掺杂(Laser doping)有选择性发射结电池指交型全背电极结构电池高速打印：10万个喷嘴，每秒喷出20-30万滴高速摄影，质量控制硅片做得更薄，不会损坏4.2 高速打印技术4.3 薄硅片技术真空室：离子针注入H+离子，离外表150微米加热，氢释放使薄硅片自然别离4.4 晶体硅太阳电池组件的本钱构成晶体硅太阳电池组件自动化生产线一般组件：单层结构: 玻璃/TPT； 玻璃/玻璃 建筑组件：双层结构：玻璃/玻璃隔热；