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太阳能的发展状况

作者:admin发布时间:2020-06-24 03:13

  太阳能的发展状况_能源/化工_工程科技_专业资料。组员:1045333 黄东霖 1045335 黄凯鑫 1045342 陈奇斌 太阳能电池的 发展历史和现状 1 背景 当电力、煤炭、石油等不可再生能源 频频告急,能源问题日益成为制约国 际社

  组员:1045333 黄东霖 1045335 黄凯鑫 1045342 陈奇斌 太阳能电池的 发展历史和现状 1 背景 当电力、煤炭、石油等不可再生能源 频频告急,能源问题日益成为制约国 际社会经济发展的瓶颈时,越来越多 的国家开始实行“阳光计划”,开发 太阳能资源,寻求经济发展的新动力。 欧洲一些高水平的核研究机构也开始 转向可再生能源。在国际光伏市场巨 大潜力的推动下,各国的太阳能电池 制造业争相投入巨资,扩大生产,以 争一席之地。 基本原理 定义: 太阳能电池是通过光电效应或光化学效应直接 把光能转化成电能的装置 。 所以太阳能电池的基本原理就是: 光电直接转化 ——光电效应 光-热-电转化 ——光化学效应 ——开发框架的使用和推广 of 14 太阳能电池的材料 主 要 材 料 半导体 单晶硅、多晶硅、非晶硅、GaAs有机半导体 表面涂层 金属氧化物、导电聚合物 电极 金属导体 封装 玻璃、有机玻璃 本对 要材 求料 的 基 ①能充分利用太阳能辐射,即半导体的禁带 不能太宽; ②有较高的光电转换效率; ③材料本身对环境不造成污染; ④材料便于工业化生产,材料的性能稳定且 经济。 发展历史 ? 1839年,光生伏特效应第一次由法国物理学家 A.E.Becquerel发现; 1883年第一块太阳能电池Charles Fritts制备成功 ; 1946年Russell Ohl申请了现太阳电池的制造专利; 3 ? 1954年,第一个太阳能电池诞生在美国的贝尔实验室; 1960年代,美国的人造卫星开始使用太阳能电池作为 能量来源; 1973年,太阳能电池的应用转移到一般民生用途上。 4 自1954发明太阳能电池至今,目前已经进入 第三代发展期 ? 第一代的太阳能电池为晶圆技术 第二代的太阳能电池为薄膜技术 第三代太阳能电池包含所有正在创新、启蒙中的新 型太阳能光电技术 发展现状 ? 全球太阳能电池产业在1994-2004年里 增长了17倍,近5年平均年增长率超过 50%。目前,太阳能电池市场竞争激烈, 欧洲和日本领先的格局已被打破。尽管 主要的销售市场在欧洲,但太阳能电池 的生产重镇已经转移到亚洲。自2007年, 中国大陆和台湾分别成为太阳能电池世 界第一和 四大生产地。现阶段,中国大 陆和台湾太阳能电池产业已经能够占到 全球产量的60%左右 。 现阶段以光电效应工作的薄膜式(硅薄膜 形、化合物半导体薄膜形和有机膜形)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。 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,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。 铜铟镓硒 带硅片硅 锑化镉 非晶硅 多晶硅 单晶硅 2007年各类太阳能电池比重 硅 太 阳 能 电 池 目前,国际光伏巨头们大都放缓了晶体硅太阳能电池 产能的扩张,转而加强了对低成本非晶硅、碲化镉、铜铟 硒等薄膜电池以及柔性电池、高效Ⅲ-Ⅴ族电池的投入,并 规划了雄心勃勃扩产计划。如: 全球排名第一的Q-Cells公司虽然晶体硅产能巨大,但 早已全线推进现有商业化薄膜电池技术,对非晶硅、碲化 镉、铜铟硒等薄膜电池均有投入,并初步实现产业化。 全球领导大厂Sharp公司更是果断放弃了多年国际太阳 能产业NO1的地位,停止了晶体硅电池的扩产,转而大力发 展非晶硅薄膜太阳电池,计划2010年薄膜电池投产1GW, 2012年达到6GW。 中国大陆太阳能电池产业的发展大致可分 为三个阶段 : 第一阶段为1984年以后的研究开发 时期 第二阶段是2001年以后的产业形成 时期 第三阶段是2005年至今的产业快速 发展时期 应用前景 适合太阳电池应用的领域和场合: 太阳能发电站 建筑物太阳能电池幕墙和生态屋顶 城市太阳能路灯和公交站牌照明 太阳能发展现存问题 1.效率 2.成本 3.稳定性 效率低:目前市场上大量产的单晶与多晶硅的太 阳电池平均效率约在15%上下,其余的85%都浪 费成无用的热能。所以严格地说,现今太阳电池, 也是某种型式的“浪费能源” 成本高:目前,太阳能电池的应用于多个行业,尤其可以 分散地在边远地区、高山、沙漠、海岛和农村使用,以 节省造价很贵的输电线路。但是在目前阶段,它的成本 还很高,发出1kW电需要投资上万美元,因此大规模使 用仍然受到经济上的限制。 如何解决 CIGS薄膜太阳能电池 近年来,以Cu In Se为吸收层的薄膜太阳能电池以其高效、低成本、 性能稳定备受关注。 注:Cu In Se是Ⅰ-Ⅲ-Ⅴ族直接带隙化合物半导体材料,其结构为黄铜矿 型结构. 染料敏化薄膜太阳能电池(DSC) 原材料廉价(主要半导体材料纳米SiO2含量丰富); 制作工艺简单(大面积丝网印刷技术和简单的浸泡方法)设备投入少; 有稳定的性能. 13 其他新型太阳能电池如: 新型透明太阳能电池:这种太阳能电池利用紫外光发 电,可见光照样通过,而且对红外光通过电压控制,在某 一波长上几乎能100%反射.这样将其用于窗户玻璃时, 就可能既保证了作为照明的可见光,而在夏天反射作为 热源的红外光,在冬天却引入室内获得暖房的效果.这样 来说,可以说100%利用了太阳能. 13 THANK YOU

  

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