太阳能光伏特技术和产业发展的认识.doc

关于太阳能光伏特技术和产业发展的认识【摘要】：根据光生伏特效应，使太阳光照射于半导体上产生光生电动势的原理而制作太阳能电池，主要介绍3种硅太阳电池【关键词】：光生伏特、硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池一 什么是光生伏特效应？用适当波长的光照射没有外加偏压的非均匀半导体 （如pn结）或者其他半导体结构时，由于光激发和半导体内建电场的作用，使半导体内部产生电动势，这种现象叫做光生伏特效应。二 发展太阳能光伏特技术的原因： 众所周知，我们地球的资源已经面临枯竭的难堪境遇，开发新能源已经迫在眉睫。太阳是一个核聚变反应器，其大约表面温度为5770 k ,中心温度大 约为1500万 k，总辐射功率为3.8610瓦特（焦耳/秒）；光谱范围为10pm10km但太阳能却集中在26 0.27um4.96um;地球一年接受太阳总能量为1.8X1018 kwh/年，而地球每年从太阳接受能量是人类每年消耗的12000倍。而太阳能普照大地，没有地域的限制无论陆地或海洋，可直接开发和利用，且无须开采和运输；开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的；根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。三 太阳能光伏特技术：太阳能光伏特技术典型应用是太阳能电池。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。太阳能电池按结晶状态可分为结晶系薄膜式和非结晶系薄膜式两大类，而前者又分为单结晶形和多结晶形。太阳能电池根据所用材料的不同，太阳能电池还可分为：硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池、有机太阳能电池、塑料太阳能电池。其中硅太阳能电池是目前发展最成熟的，在应用中居主导地位。硅是地球上储量第二大元素，作为半导体材料，人们对它研究的最多，技术最成熟，而且晶硅性能稳定，无毒，因此成为太阳电池研究开发、生产和应用的主体材料。其中硅太阳能电池是目前发展最成熟的，在应用中居主导地位。四硅太阳能电池及其产业发展认识：1.单晶硅太阳能电池 优点：转换效率最高，技术也最为成熟。在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位。缺点：单晶硅成本价格高，大幅度降低其成本很困难，为了节省硅材料，发展了多晶硅薄膜和非晶硅薄膜做为单晶硅太阳能电池的替代产品。 2.多晶硅薄膜太阳能电池与单晶硅比较 优点：所使用的硅远较单晶硅少，又无效率衰退问题，并且有可能在廉价衬底材料上制备，其成本远低于单晶硅电池。3 .非晶硅薄膜太阳能电池 优点：成本低重量轻转换效率较高，便于大规模生产，有极大的潜力。缺点：受制于其材料引发的光电效率衰退效应，稳定性不高，直接影响了它的实际应用。五非晶硅太阳能电池未来前景：总所周知，神一到神七太阳能帆板都采用硅太阳电池而神八太阳能帆板采用的是高效三节砷化镓太阳电池，发电效率远远高于过去使用的硅太阳电池。这种新型的电池和原来从神一到神七采用的硅太阳电池，他们最大的区别就是太阳电池发电效率。硅太阳电池，以前采用的是14.8%的效率的太阳电池，神八都是26.8%的高效的三节砷化镓太阳电池。也就是说同样大小的电池在同样的光照下可以多出一倍左右的电能。但由于晶体硅太阳电池和砷化镓太阳电池在受到宇宙射线粒子辐射时少子寿命严重下降，这对于大功率长寿命空间飞行器或者空间太阳能发电站来说是个严重的问题，但非晶硅自身无定形的状态使宇宙射线照射并不影响其载流子的迁移运动。柔性非晶硅太阳能电池具有的歪曲可卷包