太阳能电池的发展与应用

浅析太阳能电池的发展与应用

班级:物理系Z1101班姓名：王丽丽学号：1126857024目录：1、

太阳能电池发展的简史2、

太阳能电池的分类3、太阳能电池的发展4、太阳能电池的应用一、太阳能电池发展史简史-世界1839年-法国Becquerel报道在光照电极插入电解质的系统中产生光伏效应－光电化学系统；1876年英国W.G.Adams发现晶体硒在光照下能产生电流－固体光伏现象；1884年，美国人CharlesFritts

制造成第一个1％硒电池；1954年贝尔实验室G.Pearson和D.Charpin研制成功6％的第一个有实用价值的硅太阳电池；1958年硅太阳电池第一次在空间应用；20世纪60年代初，空间电池的设计趋于稳定；70年代在空间开始大量应用，地面应用开始70年代末地面用太阳电池的生产量已经大大超过空间电池。简史-我国1959年第一个有实用价值的太阳电池诞生；1971年3月太阳电池首次应用于我国第二颗人造卫星—实践1号上；1973年太阳电池首次应用于浮标灯上；1979年开始用半导体工业废次单晶、半导体器件工艺生产单晶硅电池；80“年代中后期引进国外关键设备或成套生产线我国太阳电池制造产业初步形成。二、太阳能电池的分类1.技术成熟程度：1)晶硅电池：单晶硅，多晶硅，2)薄膜电池：a-Si，CIGS，CdTe,球形电池，多晶硅薄膜，Grātzel，有机电池。3)新型概念电池：量子点、量子阱电池，迭层(带隙递变)电池，中间带电池，杂质带电池，上、下转换器电池，

a-Si/C-Si异质结(增加红外吸收)，

偶极子天线电池，热载流子电池。2.材料；1)硅基电池：单晶硅，多晶硅，微晶(纳晶)，非晶硅，

2)化合物半导体电池：CdTe,CIGS,GaAs，InP.。

3)有机电池，Grātzel

电池(光化学电池)3.波段范围：热光伏电池

太阳光伏电池4.光子吸收带隙理论：

◆单带隙电池(常规电池)

◆中间带隙(或亚带隙，或杂质带)电池，

◆带隙递变迭层电池，

◆上、下转换器电池

◆偶极子天线电池，

◆a-Si/C-Si异质结(增加红外吸收)电池，

◆量子点、量子阱电池，

◆热载流子电池。三、太阳能电池的技术发展1、太阳能电池的各种技术发展2、向高效化方向发展3、向薄片化方向发展4、太阳能电池的未来发展趋势3.1晶硅电池的技术发展1).钝化技术：热氧化SiO2钝化，氢钝化，PECVD－SiN工艺钝化(多晶硅)，a-Si钝化等

2).陷光技术：表面织构化技术，减反射技术3).背表面场(BSF)技术4).表面织构化(绒面)技术,5).异质结太阳电池技术:如SnO2/Si,In203/Si,ITO/Si等6).MIS电池－7).MINP电池－8).聚光电池－3.2向高效化方向发展1)单晶硅高效电池：◆斯坦福大学的背面点接触电池：

＝22％特点：正负电极在同一面，没有栅线阴影损失◆北京太阳能研究所高效电池

＝19.8%2).多晶硅高效电池

◆多晶硅材料制造成本低于单晶硅CZ材料，◆能直接制备出适于规模化生产的大尺寸方型硅锭，240kg,400kg,◆制造过程简单、省电、节约硅材料，因此具有更大降低成本的潜力。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。3.3晶硅太阳电池向薄片化方向发展

硅片是晶硅电池成本构成中的主要部分。硅－间接半导体，理论上100

m可以吸收全部太阳光。电池制造工艺－硅片厚度下限150m。降低硅片厚度是结构电池降低成本的重要技术方向之一。太阳电池向薄片化方向发展

4、太阳电池的未来发展趋势

◆1998年以前，单晶硅电池占市场主导地位，其次是多晶硅电池。◆从1998年起，多晶硅电池开始超过单晶硅跃居第一。◆非晶硅从80年代初开始商业化，由于效率低和光衰减问题，市场份额先高后低。◆

CdTe电池从80年代中期开始商业化生产，市场份额增加缓慢，Cd的毒性是原因之一；◆

CIS电池的产业化进程比较缓慢，生产工艺难于控制，In是稀有元素