价走势图图各种能源形式发电成本表我国各种太阳能电池实验室研究最高效率表中国能源消费结构表全球太阳能行业发展预测表我国近年与将来光伏发电市场消费结构表多晶硅原料成本构成表世界十大太阳能电池厂商年排名与产量表太阳能电池产量地区分布表年各类太阳能电池产量百分比表我国太阳能电池主要生产企业及其产能第章太阳能电池现状及发展趋势太阳能电池发展历程自从公元年意大利人伏特发明第个电池后，人类生活就注定要与电结下密不可分关系。年美国人爱迪生发明电灯，不仅点亮了黑暗夜晚，更照亮了人类光明璀璨历史文明。电产生方式有很多种，包括石油瓦斯煤铀„„等。但是这些能源储量有限，在人类高度开发利用下，终有消耗殆尽天。因此，世界各国无不积极地研发新替代能源，太阳能电池就是种最佳选择。太阳能电池又称光电池，光生伏打电池。是种将光能直接转换成电能半导体器件。工作原理是基于半导体结光生伏打效应。当电池表面受到光照时，在电池内部产生光生电子空穴对扩散到结并受结电场影响而分开，电子移向区，空穴移向区，这样在区和区之间产生了光生电动势，当外电路连接起来时就有电流通过。目前太阳能电池已经在电力通讯电子产品及交通运输等方面，占有举足轻重地位，尤其在太空及部分偏远地区，更是扮演无可取代角色。第个太阳能电池是在年由美国贝尔实验室所制造出来，当时是希望能替偏远地区通讯系统提供电源。不过由于效率太低只有，而且造价太高美元瓦，因而缺乏商业上价值。就在此时，开创人类历史另项计划太空计划也正如火如荼地进行着，而因为太阳能电池具有不可取代重要性，使得太阳能电池得以找到另片发展天空。从年苏联发射第颗人造卫星开始，太阳能电池就肩负着太空飞行任务中项重要任务，直到年美国人登陆月球，太阳能电池发展可以说达到顛峰。可是因为太阳能电池高昂造价，使得太阳能电池应用范围受到限制。年代初，由于中东战争，石油禁运，工业国家石油供应中断造成能源危机，迫使人们不得不再度重视太阳能电池应用于电力系统可行性。在世纪年代中期，研制出超薄单晶硅光伏电池。年以后，人们开始将，适于太阳光光电转换，另外，薄膜太阳能电池不存在光致衰退问题。因此，用作高转换效率薄膜太阳能电池材料也引起了人们注目。电池薄膜制备主要有真空蒸镀法和硒化法。真空蒸镀法是采用各自蒸发源蒸镀铜铟和硒，硒化法是使用叠层膜硒化，但该法难以得到组成均匀。薄膜电池从年代最初转换效率发展到目前左右。日本松下电气工业公司开发掺镓电池，其光电转换效率为面积。年美国可再生能源研究室研制出转换效率为太阳能电池，这是迄今为止世界上该电池最高转换效率。作为太阳能电池半导体材料，具有价格低廉性能良好和工艺简单等优点，将成为今后发展太阳能电池个重要方向。唯问题是材料来源，由于铟和硒都是比较稀有元素，因此，这类电池发展又必然受到限制。染料敏化纳米晶化学太阳能电池受到绿色植物光合作用启发，纳米晶材料太阳能电池于世纪年代诞生。有人称这种纳米晶内北京太阳能研究所也积极进行高效晶体硅太阳能电池研究和开发，研制平面高效单晶硅电池转换效率达到，刻槽埋栅电极晶体硅电池转换效率达。单晶硅太阳能电池转换效率无疑是最高，在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位，但由于受单晶硅材料价格及相应繁琐电池工艺影响，致使单晶硅成本价格居高不下，要想大幅度降低其成本是非常困难。为了节省高质量材料，寻找单晶硅电池替代产品，现在发展了薄膜太阳能电池，其中多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池就是典型代表。多晶硅太阳能电池多晶硅太阳能电池主要优势是降低成本。由于单晶硅太阳能电池需要高纯硅材料空间太阳能电池用硅材料纯度，地面太阳能电池用硅材料纯度，其材料成本占电池总成本半以上。相比之下，多晶硅电池材料制备方法简单耗能少，可连续化生产。但多晶硅太阳能电池光电转化效率较低，目前商业化电池效率仅为左右。实验室最高效率达到，为德国研究机构获得。具有代表性商品有等公司生产产品。人们从年代中期就开始在廉价衬底上沉积多晶硅薄膜，但由于生长硅膜晶粒大小，未能制成有价值太阳能电池。为了获得大尺寸晶粒薄膜，人们直没有停止过研究，并提出了很多方法。目前制备多晶硅薄膜电池多采用化学气相沉积法，包括低压化学气相沉积和等离子增强化学气相沉积工艺。此外，液相外延法和溅射沉积法也可用来制备多晶硅薄膜电池。化学气相沉积主要是以或为反应气体，在定保护气氛下反应生成硅原子并沉积在加热衬底上，衬底材料般选用等。但研究发现，在非硅衬底上很难形成较大晶粒，并且容易在晶粒间形成空隙。解决这问题办法是先用在衬底上沉积层较薄非晶硅层，再将这层非晶硅层退火，得到较大晶粒，然后再在这层籽晶上沉积厚多晶硅薄膜，因此，再结晶技术无疑是很重要个环节，目前采用技术主要有固相结晶法和中区熔再结晶法。多晶硅薄膜电池除采用了再结晶工艺外，另外采用了几乎所有制备单晶硅太阳能电池技术，这样制得太阳能电池转换效率明显提高。德国费莱堡太阳能研究所采用区熔再结晶技术在衬底上制得多晶硅电池转换效率为，日本三菱公司用该法制备电池，效率达。液相外延法原理是通过将硅熔融在母体里，降低温度析出硅膜。美国公司采用制备电池效率达。我国光电发展技术中心陈哲良教授采用液相外延法在冶金级硅片上生长出硅晶粒，并设计了种类似于晶体硅薄膜太阳能电池新型太阳能电池，称之为硅粒太阳能电池，但有关性能方面报道还未见到。从石英砂制备单晶硅和多晶硅太阳能电池工艺流程如下图所示。图从石英砂到晶硅太阳能电池工艺流程非晶硅太阳能电池非晶硅太阳能电池优势是硅资源消耗少生产成本低，近年来发展迅速。目前非晶硅单结电池最高效率已可达到左右，大量生产可达到左右。叠层电池最高效率可达到。比较代表性非晶硅电池生产厂家有德国，日本和美国。由于非晶硅对太阳光吸收系数大，因而非晶硅太阳能电池可以做得很薄，通常硅膜厚度仅为，是单晶硅或多晶硅电池厚度左右，所以制作非晶硅电池资源消耗少。非晶硅太阳能电池般是用高频辉光放电等方法使硅烷气体分解沉积而成。由于分解沉积温度低左右，因此制作时能量消耗少，成本比较低，且这种方法适于大规模生产，单片电池面积可以做得很大例如，整齐美观。非晶硅电池另特点是对蓝光响应好，在般荧光灯下也能工作，因此被广泛用作电子计算器和手掌电脑电源，估计全世界使用量达到每月千万片左右。非晶硅中由于原子排列缺少结晶硅中规则性，往往在单纯非晶硅结构中存在缺陷，隧道电流占主导地位，无法制备太阳能电池。因此要在层与层之间加入较厚本征层，以扼制其隧道电流，所以非晶硅太阳能电池般具有结构。如果制成多层结构便形成叠层结构，在提高非晶硅太阳能电池转换效率和改善稳定性方面，叠层太阳能电池是个重要发展方向。非晶硅由于其内部结构不稳定性和大量氢原子存在，具有光疲劳效应效应，故非晶硅太阳能电池经过长期工作稳定性存在问题。近年来经努力研究，虽有所改善，但尚未彻底解决问题，故作为电力电源，尚未大量推广。非晶硅太阳能电但有关性能方面报道还未见到。从石英砂制备单晶硅和多晶硅太阳能电池工艺流程如下图所示。图从石英砂到晶硅太阳能电池工艺流程非晶硅太阳能电池非晶硅太阳能电池优势是硅资源消耗少生产成本低，近年来发展迅速。目前非晶硅单结电池最高效率已可达到左右，大量生产可达到左右。叠层电池最高效率可达到。比较代表性非晶硅电池生产厂家有德国，日本和美国。由于非晶硅对太阳光吸收系数大，因而非晶硅太阳能电池可以做得很薄，通常硅膜厚度仅为，是单晶硅或多晶硅电池厚度左右，所以制作非晶硅电池资源消耗少。非晶硅太阳能电池般是用高频辉光放电等方法使硅烷气体分解沉积而成。由于分解沉积温度低左右，因此制作时能量消耗少，成本比较低，且这种方法适于大规模生产，单片电池面积可以做得很大例如，整齐美观。非晶硅电池另特点是对蓝光响应好，在般荧光灯下也能工作，因此被广泛用作电子计算器和手掌电脑电源，估计全世界使用量达到每月千万片左右。非晶硅中由于原子排列缺少结晶硅中规则性，往往在单纯非晶硅结构中存在缺陷，隧道电流占主导地位，无法制备太阳能电池。因此要在层与层之间加入较厚本征层，以扼制其隧道电流，所以非晶硅太阳能电池般具有结构。如果制成多层结构便形成叠层结构，在提高非晶硅太阳能电池转换效率和改善稳定性方面，叠层太阳能电池是个重要发展方向。非晶硅由于其内部结构不稳定性和大量氢原子存在，具有光疲劳效应效应，故非晶硅太阳能电池经过长期工作稳定性存在问题。近年来经努力研究，虽有所改善，但尚未彻底解决问题太阳能电池的现状及发展趋势太阳能电池的发展历程太阳能电池的分类硅系太阳能电池化合物半导体太阳能电池染料敏化纳米晶化学太阳能电池太阳能电池发展的瓶颈太阳能电池的发展趋势第二章国内太阳能电池的研究现状第三章低成本高性能可见光响应型太阳能电池可见光响应型太阳能电池研究的重大意义可见光响应型太阳能电池的结构可见光响应型太阳能电池的制备技术关键技术的创新第四章可见光响应型太阳能电池的研发计划现有研究进展研究工作基础和条件课题组介绍电池发电与民生用电结合，于是与市电并联型太阳能电池发电系统开始推广。此即把太阳能电池与建筑物设计整合在起，并与传统电力系统相连结，如此就可以从这两种方式取得电力，除了可以减少尖峰用电负荷外，剩余电力还可储存或是回售给电力公司。到目前，太阳能电池已经发展到第三代。第代太阳能电池主要是基于硅晶片，采用单晶硅和多晶硅及材料制作。其技术已发展成熟，但高昂材料成本在全部生产成本中占据主导地位。要真正达到大规模利用太阳能电池目标，降低材料成本就成为降低光伏电池成本主要手段。以至于使得人们不惜以牺牲电池转换效率为代价来开发薄膜电池。第二代太阳能电池是基于薄膜技术种太阳能电池。构成薄膜太阳能电池材料有很多种，主要包括多晶硅非晶硅碲化镉以及铜铟硒，其中以多晶硅薄膜太阳能电池性能最优。第三代太阳能电池是世纪以来主要发展方向，主要本着以提高光电转换效率和降低生产成本为根本目标进行研发。目前投入应用主要有叠层太阳能电池纳米太阳能电池玻璃窗式太阳能电池等结构。太阳能电池分类按应用可将太阳能电池分为空间用太阳能电池与地面用太阳能电池。地面用太阳能电池又可分为电源用太阳能电池与消费电子产品用太阳能电池。对每种太阳能电池技术经济要求不同。空间用太阳能电池要求耐辐射转换率高单位电能所需重量小地面电源用太阳能电池要求发电成本低转换效率高消费电子用太阳能电池则要求薄而小可靠性高等。根据所用材料不同，太阳能电池主要可分为硅系太阳能电池化合物半导体太阳能电池和染料敏化纳米晶化学太阳能电池。下面主要按这种分类来介绍太阳能电池。硅系太阳能电池单晶硅太阳能电池单晶硅太阳能电池是开发最早发展最快类太阳能电池，目前单晶硅太阳能电池光电转换效率为左右，最大已达到，为澳