- 1 - 太陽能系統(tǒng)研究所 016/7/1 洪瑞江 博士 教授 中山大學(xué) 太陽能系統(tǒng)研究所 電力電子及控制技術(shù)研究所 太陽電池研發(fā)現(xiàn)狀與最新發(fā)展 - 2 - 太陽能系統(tǒng)研究所 016/7/1 目錄 ： 2. 世界大型光伏電站介紹 - 3 - 太陽能系統(tǒng)研究所 016/7/1 新能源分類 新能源 廣義上來說，有別于傳統(tǒng)依靠礦物質(zhì)原料燃燒的能源都稱之為新能源。 太陽能 風(fēng)能 生物質(zhì)能 核能 地?zé)?、潮汐?資源豐富、利用方便、潔凈無污染 中華人民共和國 國家發(fā)展和改革委員會 中國新能源與可再生能源發(fā)展規(guī)劃 1999白皮書 太陽能利用的重要途徑之一是研制太陽電池！ 4 - 太陽能系統(tǒng)研究所 016/7/1 再生 核能 歐洲聯(lián)合研究中心對未來能源發(fā)展預(yù)測 - 5 - 太陽能系統(tǒng)研究所 016/7/1 太陽電池原理 光伏發(fā)電廠 電池片 電池組件 200-m 厚的硅片 2 3 4 - 6 - 太陽能系統(tǒng)研究所 016/7/1 太陽電池分類 薄膜電池 晶體硅電池 硅基薄膜電池 單晶硅電池 多晶硅電池 化合物半導(dǎo)體薄膜電池 銦鎵硒 （ 砷化鎵 （ 碲化鎘 （ 非 /微晶硅疊層電池 （ 非晶硅 (太陽電池 - 7 - 太陽能系統(tǒng)研究所 016/7/1 30% 類 最高效率 (%) 單晶硅 24 多晶硅 18 非晶硅 13 20 1 多結(jié)（例如42 單晶硅 多晶硅 太陽電池效率 - 8 - 太陽能系統(tǒng)研究所 016/7/1 光伏產(chǎn)業(yè)基本產(chǎn)業(yè)鏈 電池生產(chǎn)商 質(zhì)量檢測 - 9 - 太陽能系統(tǒng)研究所 016/7/1 晶體硅太陽能光伏產(chǎn)業(yè)鏈 太陽能級 多晶硅料 單晶硅棒 多晶硅錠 多晶電池組件 多晶硅太陽電池片 多晶硅片 單晶電池組件 單晶硅太陽電池片 單晶硅片 太陽能發(fā)電站 (系統(tǒng) ) 各個(gè)環(huán)節(jié)都有技術(shù)提升的要求，也取得了一些進(jìn)展。 - 10 - 太陽能系統(tǒng)研究所 016/7/1 晶體硅和薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)鏈對比 度整合 薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)鏈 晶體硅太陽電池產(chǎn)業(yè)鏈 - 11 - 太陽能系統(tǒng)研究所 016/7/1 世界太陽電池產(chǎn)量 1999 - 2008 20287016050,256,815,536,279,9101000200030004000500060007000800090001999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008- 12 - 太陽能系統(tǒng)研究所 016/7/1 世界太陽電池 07/08安裝量 07年： W 08年： W - 13 - 太陽能系統(tǒng)研究所 016/7/1 全球 50大光伏 發(fā)電站 容量 安裝地點(diǎn) 建造商 , 建造時(shí)間 60 班牙 , 008 50 班牙 , 2008 46 萄牙 , 008 40 國 , 20074 班牙 , 008 30 班牙 , de 2008 30 班牙 , 2008 30 班牙 , 008 28 班牙 , 2008 26 班牙 , 008 24 國 , 008 W 西班牙 , de 008 W 西班牙 , 2008 23 班牙 , 008 - 14 - 太陽能系統(tǒng)研究所 016/7/1 容量 安裝地點(diǎn) 建造商 , 建造時(shí)間 W 西班牙 , 008 W 西班牙 , 2008 W 西班牙 , 2008 20 國 ,首爾 2009 20 班牙 , 2008 20 班牙 , G， 007 18 班牙 , 008 18 班牙 , 008 W 西班牙 , 2008 W 德國 , 2009 15 班牙 , 2009 15 國 , 008 15 班牙 , G, 008 W 德國 , 008 W 美國 , 007 - 15 - 太陽能系統(tǒng)研究所 016/7/1 20 I 10 5V 3I 16 - 太陽能系統(tǒng)研究所 016/7/1 全球大型光伏電站的安裝情況 (1995(- 17 - 太陽能系統(tǒng)研究所 016/7/1 世界最大 班牙 60 18 - 太陽能系統(tǒng)研究所 016/7/1 德國最大 40 19 - 太陽能系統(tǒng)研究所 016/7/1 北美最大 國 14 20 - 太陽能系統(tǒng)研究所 016/7/1 - 21 - 太陽能系統(tǒng)研究所 016/7/1 西班牙 W - 22 - 太陽能系統(tǒng)研究所 016/7/1 3、組件測試結(jié)果（ - 23 - 太陽能系統(tǒng)研究所 016/7/1 組件仍以晶體硅為主，其中： 1456塊多晶； 995塊單晶； 8塊復(fù)合（晶體 /非晶） 占 93% - 24 - 太陽能系統(tǒng)研究所 016/7/1 不同組件的效率分布及平均值 - 25 - 太陽能系統(tǒng)研究所 016/7/1 不同組件的功率分布 190 187 - 26 - 太陽能系統(tǒng)研究所 016/7/1 16家光伏組件每千瓦年發(fā)電量比較 ( - 27 - 太陽能系統(tǒng)研究所 016/7/1 16家光伏組件每月發(fā)電量比較 (- 28 - 太陽能系統(tǒng)研究所 016/7/1 4、新技術(shù)發(fā)展 電池 “第三代光伏電池”概念 物理提純硅片電池 激光工藝應(yīng)用 高效電池 選擇發(fā)射極電池 電極新工藝 組件技術(shù) 中空組件 建筑組件 全新工藝 - 29 - 太陽能系統(tǒng)研究所 016/7/1 第三代光伏電池以高轉(zhuǎn)換效率、原料儲藏豐富等為設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)，主要包括疊層光伏電池、多能帶光伏電池、沖擊離子化光伏電池、熱載流子光伏電池、上下轉(zhuǎn)換光伏電池、熱光伏電池等； 目前第三代光伏電池多數(shù)還處于探索階段，少數(shù)技術(shù)已成熟并逐漸進(jìn)入商業(yè)化。 第三代光伏電池”概念 - 30 - 太陽能系統(tǒng)研究所 016/7/1 疊層太陽電池將采用不同禁帶寬度材料制備的太陽電池疊加起來，沿太陽光入射方向電池材料的禁帶寬度依次降低，因此，入射的太陽光可以得到很好的過濾，能量高的光子被禁帶寬度大的電池吸收，能量低的光子被禁帶寬度小的電池吸收。 關(guān)鍵技術(shù)：隧道結(jié)，疊層電池匹配； 分類： 非晶硅體系 (、 )， - 族化合物體系 (e、 硅量子點(diǎn)體系 ( 。 疊層太陽電池 (- 31 - 太陽能系統(tǒng)研究所 016/7/1 疊層太陽電池 (三疊層最理想 - 32 - 太陽能系統(tǒng)研究所 016/7/1 上下轉(zhuǎn)換太陽電池 (up 利用上轉(zhuǎn)換材料，將兩個(gè)不能被太陽電池吸收的低能光子轉(zhuǎn)換為一個(gè)可被太陽電池吸收的高能光子； 利用下轉(zhuǎn)換材料，將一個(gè)高能光子轉(zhuǎn)換為兩個(gè)可被太陽電池吸收的低能光子。 T, et of 2002, 92:4117T, et of 2002, 92:1668 33 - 太陽能系統(tǒng)研究所 016/7/1 上下轉(zhuǎn)換光伏電池材料 上轉(zhuǎn)換材料主要是一些稀土化合物 (如 和稀土摻雜的氧化物、氟化物、氯化物和硫化物等； 2005年 轉(zhuǎn)換材料應(yīng)用到硅太陽電池的背面， 電池在激發(fā)波長為 1523率為 量子效率達(dá)到 內(nèi)量子效率達(dá)到 下轉(zhuǎn)換材料： 1999年， 室溫下可將一個(gè)紫外光子轉(zhuǎn)換 (兩個(gè)可見光子，其量子效率接近 200% - 34 - 太陽能系統(tǒng)研究所 016/7/1 激光摻雜 (有選擇性發(fā)射結(jié)電池 指交型全背電極結(jié)構(gòu)電池 - 35 - 太陽能系統(tǒng)研究所 016/7/1 高速打印： 10萬個(gè)噴嘴，每秒噴出 20高速攝影，質(zhì)量控制 硅片做得更薄，不會損壞 速打印技術(shù) - 36 - 太陽能系統(tǒng)研究所 016/7/1 硅片技術(shù) 真空室：離子針注入 H+離子，離表面 150微米 加熱，氫釋放使薄硅片自然分離 - 37 - 太陽能系統(tǒng)研究所 016/7/1 體硅太陽電池組件的成本構(gòu)成 - 38 - 太陽能系統(tǒng)研究所 016/7/1 晶體硅太陽電池組件自動化生產(chǎn)線 - 39 - 太陽能系統(tǒng)研究所 016/7/1 一般組件：單層結(jié)構(gòu) : 玻璃 / 玻璃