太阳能电池的发展趋势课件

光电池版权所有，1997(c)DaleCarnegie&Associates,Inc.一.光电池（太阳能电池）发展背景1.发展背景2.历史二.原理、结构、种类三.特性四.电源用光电池一.光电池（太阳能电池）发展背景

一.光电池（太阳能电池）发展背景

应用范围1966年（昭和41年）昭和３８年以降、毎年海上保安庁に灯台灯標、ブイ用として納入しているのを始め、建設省、気象庁、電力会社など全国約１００カ所に設置している長崎県御神島に当時世界最大の２２５Ｗの灯台用太陽電池を設置太陽電池利用の光電置時計（セイコー）を発売1967年（昭和42年）シャープは宇宙用太陽電池の開発に着手1970年（昭和45年）宇宙用太陽電池の生産開始1971年（昭和46年）国産科学衛星第１号「しんせい」に日本電気製の太陽電池第１号を搭載1972年（昭和47年）宇宙開発事業団の認定になる1973年（昭和48年）第１次石油ショック1976年（昭和51年）米ＲＣＡ社カールソン博士がアモルファス太陽電池を提案２／２９宇宙開発事業団が打ち上げた我が国初の実用衛星『うめ』にシャープの宇宙用太陽電池を搭載（うめ用の太陽電池は１９７４年に生産開始）1977年（昭和52年）米ＲＣＡ社カールソン博士が変換効率５.５％のアモルファスシリコン太陽電池を開発1979年（昭和54年）アモルファス太陽電池の研究開発に着手宇宙用太陽電池アレーの研究開始1980年（昭和55年）シャープ、単結晶太陽電池付き電卓を発売1983年（昭和58年）電卓用アモルファス太陽電池の量産開始ステンレス薄板を基板として、ロールトゥロール方式による２層積層型の太陽電池を生産1986年（昭和61年）タイ国ＯＤＡ太陽電池発電所（３基１５０ＫＷ）を設置。発展途上国において太陽電池発電システムが有効であることが実証された1992年（平成4年）国際通信衛星インテルサット１血号系に搭載決定量産可能なモデルで世界最高の変換効率２２.０％を達成海上保安庁向電源システム累計で５２３ケ所の灯台、灯浮標に設置単結晶変換効率：２２.０％（世界最高）（'９２年）多結晶変換効率：１７.１％（世界最高）（'９２年）アモルファス変換効率：１１.５％（'８８年）1994年（平成6年）バイパスダイオード付き住宅用太陽電池（系統連携）を商品化通産省より住宅用太陽電池の補助金交付される日本電子部品信頼センターより太陽電池モジュールの製造業者認定（ＩＳＯ９００１）を取得した太陽電池システム設置累計（１２月現在）衛星：５６基（国内衛星３４機、海外衛星２２機）灯台：６０８ケ所自50年代研制成第一块实用的硅太阳电池、60年代太阳电池进入空间应用、70年代进入了地面应用，太阳能光电技术已历经了半个世纪。发展到今天，世界太阳电池组件的年产量达200MWP以上，已投入应用的各种太阳能光电系统的累计容量已超过1100Wp。

这些年来在太阳电池及其组件的制造枝术方面有了长足的进步。目前占主流的太阳电池是硅太阳电池，它又分单品硅人阳电池、多晶硅太阳电池（总称晶体硅太阳电池）和非晶硅太阳电池。此外，还有CaAs太阳电池、CdTe太阳电池和CuInSe2（CIS）太阳电池等。

在新型电池方面，瑞＋MichelGraetzel博士发明了有机纳米晶太阳电池。这种电池由于具有潜在的高效低造价前景而引起了人们的广泛关注。然而，就现有的研究趋向来看，光电界的主要兴趣仍集中在晶体硅薄膜太阳电池的研究上，并已取得了不同程度的进展。1995毛澳大利亚太平洋能源公共场所司宣称已研制成一种晶体硅薄膜太阳电池，拟在7年时间内实现产业化，建立20MWp生产线，届时电池成本将降到1澳元/Wp以下。

太阳能光电技术应用系统方面，在历经了交通信号、通信、管网保护和边远无电、缺电地区的居民家庭供电等方面的特殊场合应用以后，现在正在迈向较向较大规模的商业应用。一方面，兆瓦级阳光电站不断出现，在已建成兆瓦级电站中，最大的已达到6．5MWp（美国加州）。目前正在建造阳光电站规模达到50MWp（希腊克里特岛），而准备建造的更大的阳光电站规模将达到100MWp（美国）；另1990年德国政府率先推出“一千屋顶计划”，至1997年已完成近万套屋顶系统，每套容量1~5KWp，累计安装量已达33MWp。1998年德国政府进一步提出了10万套屋顶计划，今年将完成0。6万套。日本政府1994年开始实施“朝阳七年计划”，到2000年将安装16.2万户屋顶系统，总容量达185MWp，1997年又再次宣布实施“七万屋顶计划”，每套容量扩大4KWp，总容量为280MWp。意大利1998年也开始实行“全国太阳能屋顶计划”，将于2002年完成，总投入5500亿里拉，总容量50MWp。甚至印度也于1997年12月宣布在2002年前推广150万套太阳能屋顶系统。

在这类系统中，最典型的是1997所6月美国总统克林顿宣布的美国“百万太阳能屋顶计划”，按照这一计划，到2010年美国将安装101.4万套太阳能住宅和建筑光电系统，总安装量将达到3025MWp。届时每年CO2排放量将减少351万吨，其二、国内太阳能光电技术的发展情况

我国的太阳能允电技术自70年代以来也有相应的发展。现有主要生产厂有六家：宁波太阳能电源厂、云南半导体器件厂，秦皇岛华美光电设备总公司、哈尔滨一克罗拉太阳能电力公司，深圳字康电子有限公司。

目前国内生产的太阳电池组件年销售量为2．5一3．0MW。，单晶硅太阳电池的效率已达到12％一14％，实验室效率最高为20人草结非晶硅电池的稳定效率为5.0%~5．5%，实验室最高效率为8.35%(南开大学），单晶硅太阳电池组件制造成本为30～35元／WP，市场售价42叫元／WP；单结非晶硅太阳电池组件的原材料成本约为3元川。，售价为为24元／儿。历年来太阳能光电系统的总安装容量在10MW。多数用于交通信号、通信和阴极保护等方面，约占60％以上，其余用于我国西部和西北部阳光资源比较丰富的迫远地区，如新疆、青海、甘肃、西藏和内蒙古等省区供居民家庭用电。这些家用小系统的功率多在50W以下。估计己有10万套以上。现有最大的阳光电站容量为100kWp（西藏安多）。并网屋顶光电系统也已起步，在深圳和北京分别安装了17kWp和7kWp.

我国有960万km2白土地，其中有2／3地区年日照时数在2200h以上，具有丰富的阳光资源，我国有12．5亿人口，其中还有近0．6亿人生活在无电地区。目前我国的年消费量约为15亿吨标煤，其中煤炭占75%以上,由于燃煤造成的烟尘排放量和CO2排放量均在2000万吨左右。至2020年，预测我国能源的年需求量将达到30~40亿吨标准煤，环保问题比较突出。因此，无论从当前来看，还是从长远来看在我国都存在着巨大的太阳能光电市场。

二.原理、结构、种类二.原理、结构、种类2.结构N衬底上扩散P层为2CR型P衬底上扩散N层为2DR内阻低，通常＜1k,PD约为几百k电极为梳状，以减少复合光敏面较大，一般5×5mm以上三.特性四.电源用光电池1.必要性、可能性能源有限污染各国在计划发展2.问题四.电源用光电池

3.设计举例5V,50mA微机供电，装置170mA用NiCd蓄电池：容量4000mAh,3个并联为一组，两组串联。总容量12000mAh，电压2.4V，