太阳能光伏毕业论文.doc

太阳能光伏毕业论文I太阳能光伏毕业论文目录摘要.IIIABSTRACT.IV1绪论.-1-1.1课题研究背景.-1-1.2太阳能的特点及优势.-2-2太阳能电池原理及结构.-4-2.1太阳能电池基本原理.-4-2.2太阳能电池基本结构.-6-2.3太阳能电池主要特性.-6-2.3.1光谱响应特性.-7-2.3.2温度特性.-7-2.4影响太阳能电池转换效率的因素.-8-2.5提高太阳能电池转换效率的各种技术.-9-3太阳能电池的分类.-13-3.1按材料分类.-13-3.2按形态结构分类.-16-4太阳能级硅材料的制备工艺.-19-4.1高纯多晶硅制备的传统工艺.-19-4.1.1改良西门子法.-19-4.1.2硅烷法.-19-4.2单晶硅生产工艺.-20-4.2.1切客劳斯基法(Czochralskimethod).-20-4.2.2悬浮区熔法.-20-4.3太阳能级硅制备的化学法新工艺.-21-5太阳能电池的生产工艺.-22-6太阳能电池的应用.-24-太阳能光伏毕业论文II谢辞.-28-参考文献.错误!未定义书签。太阳能光伏毕业论文III摘要随着化石能源的日益枯竭、人们对环境保护问题的重视程度不断提高，寻找洁净的替代能源问题变得越来越迫切。太阳能作为一种可再生清洁能源，并可持续利用，因此有着广阔的应用前景，光伏发电技术也越来越受到人们的关注。为了能使光伏产品得到普及，进一步提高效率、降低成本是光电池的发展趋势。提高太阳能电池转换效率，降低成本，关键是提高太阳能的利用率。本文在详细介绍太阳能电池工作原理、基本结构及主要特性的基础上，研究了太阳能电池的加工工艺。具体内容如下:分析了太阳能电池的转换效率及影响因素，并研究了提高太阳能电池转换效率的主要技术，如减少反射损失技术、减少载流子损失技术和减少光透射损失技术等。关键词：太阳能；太阳能电池；转换效率太阳能光伏毕业论文IVThePrincipleandProcessingofSolarCellTechnologyResearchABSTRACTWiththeincreasingdepletionoffossilenergy,environmentalprotectionawarenessoftheimportanceandtheconstantincrease,lookforcleanalternativeenergyissuesbecomemoreurgent.Solarenergyasarenewablecleanenergy,andsustainableuse,ithasbroadapplicationprospects,photovoltaicpowergenerationtechnologyismoreandmoreattention.Inordertomakephotovoltaicproductshavebeenpopular,andfurtherimproveefficiency,reducecostsisthedevelopmenttrendofphotovoltaiccells.Improvesolarcellconversionefficiency,reducecosts,thekeyistoimprovetheutilizationofsolarenergy.Thisarticledescribesindetailtheworkingprincipleofsolarcells,thebasicstructureandmainfeatures,basedonstudiesofthesolarcellprocessingtechnology.Detailsareasfollows:analysisofthesolarcellconversionefficiencyandtheimpactfactorsandresearchtoimprovesolarcellconversionefficiencyofthemajortechnologies,suchastechnologytoreducereflectionlosses,reducethelossofcarriertechnologiesandreducethelossoflighttransmissiontechnology.Keywords:solarenergy；solarcells；conversionefficiency太阳能光伏毕业论文-1-1绪论1.1课题研究背景自人类社会诞生以来，能源一直是人类生存和发展的重要物质基础。随着社会的发展，能源在社会发展中的重要性越来越突出，尤其是近年来各国日益呈现出来的能源危机问题，更加明显地把能源置于社会发展的首要地位。根据BP世界能源统计2005的统计数据，以目前的开采速度计算，全球石油储量可供生产40多年，天然气和煤炭则分别可以供应67年和164年。而我国的能源资源储量情况更是危机逼人，按2000年底的统计，探明可开发能源总储量约占世界总量的10.1%。我国能源剩余可开采总储量的结构为:原煤占58.8%，原油占3.4%，天然气占1.3%，水资源占36.5%。我国能源可开发剩余可采储量的资源保证程度为129.7年。自从工业革命以来，约80%温室气体造成的附加气候强迫是由人类社会活动引起的，其中CO2的作用约占60%，而化石能源的燃烧是CO2的主要排放源。随着化石能源的逐步消耗以及化石能源的开发和利用所造成的环境污染和生态破坏问题的日益严重，开发和利用能够支撑人类社会可持续发展的新能源和可再生能源成为人类急切需要解决的问题。新能源与可再生能源是指除常规化石能源和大中型水力发电、核裂变发电之外的生物质能、太阳能、风能、小水电、地热能以及海洋能等一次能源。研究和实践表明，新能源和可再生能源资源丰富、分布广泛、可以再生且不污染环境，是国际社会公认的理想替代能源。新能源和可再生能源的开发利用不仅可以解决目前世界能源紧张的问题，还可以解决与能源利用相关的环境污染问题，促进社会和经济可持续性发展。根据国际权威机构的预测，到21世纪60年代，全球新能源与可再生能源的比例，将会发展到世界能源构成的50%以上，成为人类社会未来能源的基石和化石能源的替代能源。如图1.1所示是世界能源发展趋势图1，从图中我们可以看出，可再生能源的比重将逐渐上升，尤其太阳能发电的应用将占到很大比重。目前世界大部分国家能源供应不足，不能满足经济发展的需要，各国纷纷出台各种法规支持开发利用新能源和可再生能源，使得新能源和可再生能源在全球升温。20世纪90年代以来，以欧盟为代表的地区集团，大力开发利用可再生能源，连续10年可再生能源发电的年增长速度都在15%以上。以德国、西班牙为代表的一些国家通过立法方式，促进可再生能源的发展，1999年以来可再生能源年均增长速度均达到30%以上。西班牙2003年风力发电机占到全国发电机总量的4%，德国在过去11年间，风力发电增长21倍，2003年占全国发电量的3.1%。瑞典和奥地利的生物质能源在其能源消费结构中高达15%以上。太阳能光伏毕业论文-2-图1.1世界能源发展趋势联合国气候变化框架条约缔约国签订的京都议定书在2005年2月16日生效，签署的国家已达185个。中国是第37个签约国。议定书主要反映了人类应对地球变暖这一有害现象进行有效控制的迫切需要，规定主要工业国(发达国家)在2008-2012年期间将二氧化碳等6种温室气体排放量从1990年的水平进行削减。全球削减温室气体排放的京都议定书重新引起了世界范围内对可再生能源的重视。我国拥有丰富的新能源与可再生能源可供开发利用，近十年来的高速经济增长使我国迫切需要加大对新能源和可再生能源的开发利用，以解决能源短缺问题，保障能源供应安全2。1.2太阳能的特点及优势太阳能是一种能量巨大的可再生能源，据估算，太阳能传送到地球上的能源，每40秒钟就有相当于210亿桶石油的能量传送到地球，相当于全球一天所消耗的能源。在目前的几种新能源技术中，太阳能以其突出的优势被定位为最具前景的未来能源，有无尽的潜力。目前太阳能利用的方式有:太阳能光伏发电，太阳能热利用，太阳能动力利用，太阳能光化学利用，太阳能生物利用。其中太阳能光伏发电以其优异的特性近年来在全世界范围得到了快速发展，被认为是当前世界上最具发展前景的新能源技术，各发达国家均投入巨资竞相研究开发，并积极推进产业化进程，大力开拓太阳能光伏发电的市场应用3-5。太阳能光伏发电是利用太阳能电池将太阳光能转化为电能的一种发电方式，太阳能电池单元是光电转化的最小单位，是太阳能发电系统的核心，其开发、生产直接影响到太阳能发电的普及和发展。将太阳能电池单元进行串并联并封装后可以做成太阳能电池组件，其功率一般为几瓦到几百瓦，这种太阳能电池组件是可以单独作为电源使用的最小单元，可以将太阳能电池组件进行进一步的串并联，构成太阳能电池方阵，以满足负载所需要的太阳能光伏毕业论文-3-功率输出。和常规能源相比较，太阳能资源具有如下5个优越性:（1）取之不尽，用之不竭太阳内部由于氢核的聚变热核反应，从而释放出巨大的光和热，这就是太阳能的来源。根据氢核聚变的反应理论计算，如果太阳像目前这样，稳定地每秒钟向其周围空间发射辐射能，在氢核聚变产能区中，氢核稳定燃烧的时间，可在60亿年以上。也就是说太阳能至少还可像现在这样有60亿年可以稳定地被利用。（2）就地可取，不需运输矿物能源中的煤炭和石油资源在地理分布上的不均匀，以及全世界工业布局的不均衡造成了煤炭和石油运输的不均衡。这些矿物能源必须经过开采后长途运送，才能到达目的地，给交通运输造成压力。（3）分布广泛，分散使用太阳能年辐射总量一般大于5.04x106kJ/m2，就有实际利用价值，若每年辐射量大于6.3x106kJ/m2，则为利用较高的地区。世界上约有二分之一的地区可以达到这个数值。虽然太阳能分布也具有一定的局限性，但与矿物能、水能和地热能等相比仍可视为分布较广的一种能源。（4）不污染环境，不破坏生态人类在利用矿物燃料的过程中，必然释放出大量有害物质，如SO2，CO2等，使人类赖以生存的环境受到了破坏和污染。此外，其它新能源中水电、核能、地热能等，在开发利用的过程中，也都存在着一些不能忽视的环境问题。但太阳能在利用中不会给空气带来污染，也不破坏生态，是一种清洁安全的能源。（5）周而复始，可以再生在自然界可以不断生成并有规律地得到补充的能源，称为可再生能源。太阳能属于可再生能源。煤炭、石油和天然气等矿物能源经过几十亿年才形成，而且短期内无法恢复。当今世界消耗石油、天然气和煤炭的速度比大自然生成它们的速度要快一百万倍，如果按照这个消耗速度，在几十亿年时间里所生成的矿物能源将在几个世纪内就被消耗掉。