（终稿）低成本高性能可见光响应型太阳能电池合作新增项目立项申请报告书.doc（最终版）

公司制备的大面积单晶硅太阳能电池转换效率为 ，国内北京太阳能研究所也积极进行高效晶体硅太阳能电池的研究和开 发，研制的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的，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的繁琐的电池工艺影响，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的。

为了节省高质量材 料，寻找单晶硅电池的替代产品，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 多晶硅太阳能电池的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的半以上。

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的光电转化效率较低， 目前商业化电池的效率仅为左右。

实验室最高效率达到，为德国研究 机构获得。

具有代表性的商品有等公司生产的产品。

人们从年代中期就开始在廉价衬底上沉积多晶硅薄膜，但由于生长的硅 膜晶粒大小，未能制成有价值的太阳能电池。

为了获得大尺寸晶粒的薄膜，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 定的保护气氛下反应生成硅原子并沉积在加热的衬底上，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的晶粒，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的非晶 硅层，再将这层非晶硅层退火，得到较量转换率下降。

为使单层吸附的效率提高，可以采取以下方法使用高比表面的多孔 膜来代替平整膜提高染料在电极表面的吸附能力，因为染料的激发态寿命很短， 只有与电极紧密结合的染料才有可能将能量及时传递给电极，所以染料最好能化 学吸附在电极上。

另外，设计更多更有效的多吡啶钌化合物，或者其他替代物 也是重要的努力方向。

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 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 表太此就可以从这两种方式取得电力，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 电子用太阳能电池则要求薄而小可靠性高等。

根据所用材料的不同，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的类太阳能电池，目前单晶硅太 阳能电池的光电转换效率为左右，最大已达到，为澳大利亚新南威尔 士大学创造并保持。

代表性的单晶硅电池商品主要有荷兰，西班牙 ，印度等厂家。

高性能单晶硅电池是建立在高质量单晶硅材料和相关的成热的加工处理工 艺基础上的。

现在单晶硅的电池工艺己近成熟，在电池制作中，般都采用表面 织构化发射区钝化分区掺杂等技术，开发的电池主要有平面单晶硅电池和刻 槽埋栅电极单晶硅电池。

提高转换效率主要是靠单晶硅表面微结构处理和分区掺 杂工艺。

在此方面，德国夫朗霍费费莱堡太阳能系统研究所保持着世界领先水平。

该研究所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。

但是这些能源的储量有限，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，人们开始将太阳能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的设计整合在起，并与传统的电力系统相连结， 如选择。

世纪年代在太阳能制氢方面获得了较大进展， 年德国建成座太阳能制氢示范厂，沙特阿拉伯已建成发电能力为 的太阳能制氢厂。

印度于年推出了项制氢计划，投资万美元，在每 年有个晴天的塔尔沙漠中建造座太阳能电站制氢，用光伏电解系 统制得的氢，以金属氢化物的形式贮存起来，保证运输的安全。

氢能具有重量轻 热值高爆发力强品质纯净贮存便捷等许多优点。

随着太阳能制氢技术的发 展。

用氢能取代碳氢化合物能源将是世纪的个重要发展趋势。

随着世界范围内的环境意识和节能意识的普遍提高，光伏技术将逐步由农 村偏远地区以及其它特殊应用场合向城市推进，伴随着更多国家屋顶计划的实 施，光伏发电将走进城市的千家万户。

随着人类航天技术以及微波输电技术的进步发展，空间太阳能电站的设想 可望得到实现。

由于空间太阳能电站不受天气气候条件的制约，其发展显示出 美好的前景，是人