，除了可以减少尖峰用电的负荷外，剩余的电 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，但高昂的材料 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的目 标，降低材料的成本就成为降低光伏电池成本的主要手段。以至于使得人们不惜 以牺牲电池的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 术的种太阳能电池。构成薄膜太阳能电池的材料有很多种，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的主要发展方向，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。目前投入应用的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。 太阳能电池的分类 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 阳能电池的技术经济要求不同。空间用太阳能电池要求耐辐射转换率高单位 电能所需的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 人造树叶，也有人称其为分子电子器件。 目前纳米晶太阳能电池的光电转换效率为，使用寿命可达年以上，加上 它的成本仅为硅太阳能电池，纳米晶太阳能电池引起了全世界的关注。 纳米晶化学太阳能电池简称电池是种光电化学电池，它与自然界 的光合作用有两点相似利用有机染料吸收光和传递太阳能利用多层结构来吸 收和提高收集效率。 纳米晶化学太阳能电池是由种窄禁带半导体材料修饰组装到另种大能 隙半导体材料上形成的，窄禁带半导体材料采用过渡金属以及等的有机化 合物敏化染料，大能隙半导体材料为纳米多晶并制成电极，此外电池 目录 第章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 核准通过，归档资料。 未经允许，请勿外传,下步研究计划 第五章可见光响应型太阳能电池的市场前景 太阳能电池发展的市场环境 丰富的太阳能资源 严峻的能源与环保形势 可再生能源法实施带来巨大机遇 太阳能电池的市场现状 不愁销路的产品 需求强劲量有限，在人类高度的开发利用 下，终有消耗殆尽的天。因此，世界各国无不积极地研发新的替代能源，太阳 能电池就是种最佳的选择。 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的半 导体器件。工作原理是基于半导体结的光生伏打效应。当电池表面受到光照 时，在电池内部产生的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，占有举足轻重的地位，尤其在太空及部分偏远地区，更是扮演 无可取代的角色。 第个太阳能电池是在年由美国贝尔实验室所制造出来 的，当时是希望能替偏远地区的通讯系统提供电源。不过由于效率太低只有 ，而且造价太高美元瓦，因而缺乏商业上的价值。 就在此时，开创人类历史的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的重要性，使得太阳能电池得以找到另片 发展的天空。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的任务，直到年美国人登陆月球，太阳能电池的发展可以说达到顛峰。 可是因为太阳能电池高昂的造价，使得太阳能电池的应用范围受到限制。 年代初，由于中东战争，石油禁运，工业国家的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的可行性。在世纪 年代中期，研制出超薄单晶硅光伏电池。 年以后的国外市场 起步阶段的国内市场 高额的利润回报 太阳能电池上市公司受到热烈追捧 太阳能电池的市场预测 可见光响应型太阳能电池的市场前景 太阳能电池的消费结构 晶硅太阳能电池发展的隐忧 可见光响应型太阳能电池的竞争优势 可见光响应型太阳能电池的市场份额及盈利预测 第六章国内外太阳能电池生产现状 世界太阳能电池的产能及其分布 国内主要生产企业及其规模 第七章可见光响应型太阳能电池的产业化策略附图表目录 图从石英砂到晶硅太阳能电池的工艺流程 图晶硅系太阳能电池产业结构 图可见光响应型太阳能电池的结构 图我国太阳能资源分布图 图全球太阳能电池实际产量需求量预测 图全球年年累计安装的太阳能发电系统 图股价走势图 图股价走势图 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的最高效率 表中国能源消费结构 表全球太阳能行业发展预测 表我国近年与将来的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 表我国太阳能电池的主要生产企业及其产能 第章太阳能电池的现状及发展趋势 太阳能电池的发展历程 自从公元年意大利人伏特发明第个电池后，人类的生活就注定要与 电结下密不可分的关系。年美国人爱迪生发明电灯，不仅点亮了黑暗 的夜晚，更照亮了人类光明璀璨的历史文明。电的产生方式有很多种，包括石 油瓦斯煤铀„„等。但是这些能源的从石英砂到晶硅太阳能电池的工艺流程 非晶硅太阳能电池 非晶硅太阳能电池的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的最高效率已可达到左右，大量生产的可达到左右。叠层电池的最高效率可达到。比较代表性的非晶硅电池生产厂 家有德国，日本和美国。 由于非晶硅对太阳光的吸收系数大，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的， 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 积而成的。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。非晶硅电池的另特点是对蓝光响应好，在般的荧光灯 下也能工作，因此被广泛用作电子计算器和手掌电脑的电源，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的规则性，往往在单纯的非晶硅 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 层之间加入较厚的本征层，以扼制其隧道电流，所以非晶硅太阳能电池般 具有结构。如果制成的多层结构便形成叠层结构，在提高非晶 硅太阳能电池的转换效率和改善稳定性方面，叠层太阳能电池是个重要的发展 方向。 非晶硅由于其内部结构的不稳定性和大量氢原子的存在，具有光疲量等诸多参数的影响。 除外，其它化合物如等电池材料也得到了开发。 年德国费莱堡太阳能系统研究所制得的太阳能电池转换效率为 ，为欧洲记录。首次制备的电池转换效率为。另外，该研 究所还采用堆叠结构制备，电池，该电池是将两个独立的电池堆叠在 起，作为上电池，下电池用的是，所得到的电池效率达到。 铜铟硒简称。材料的能降为，适于太阳光的光电转换，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的注目。 电池薄膜的制备主要有真空蒸镀法和硒化法。真空蒸镀法是采用各自的 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 均匀的。薄膜电池从年代最初的转换效率发展到目前的左右。 日本松下电气工业公司开发的掺镓的电池，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的太阳 能电池，这是迄今为止世界上该电池的最高转换效率。 作为太阳能电池的半导体材料，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的个重要方向。唯的问题是材料的来源， 由于铟和硒都是比较稀有的元素，因此，这类电池的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的启发，纳米晶材料太阳能电池于世纪年代诞 生。有人称这种纳米晶太阳能电池为劳效应 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。非晶硅太阳能电池的研究，现在主要着重于改善非晶硅膜本 身性质，以减少缺陷密度，精确设计电池结构和控制各层厚度，改善各层之间的界面状态，以求得高效率和高稳定性。 化合物半导体太阳能电池 化合物半导体太阳能电池突破了由硅原料硅锭硅片太阳能电池的工艺路 线，采用直接由原材料到太阳能电池的工艺路线，发展了薄膜太阳能技术，这适 应了太阳能电池的高效率低成本大规模生产化发展的要求。 目前，化合物半导体薄膜太阳能电池的主要类型有系太阳能电池 系太阳能电池系列太阳能电池太阳能电池系列 太阳能电池和系列太阳能电池。上述电池中，尽管多晶薄膜电池 的效率较非晶硅薄膜太阳能电池效率高，成本较单晶硅电池低，并