1、太陽能光伏電池太陽能光伏電池(dinch)剖析剖析第一頁，共37頁。第1頁/共37頁第二頁，共37頁。太陽能電池是太陽能利用的重要途徑之一太陽能電池是太陽能利用的重要途徑之一第2頁/共37頁第三頁，共37頁。1998 1998 單晶硅太陽能電池效率達到單晶硅太陽能電池效率達到24.724.7，荷蘭，荷蘭(h (h ln)ln)提出提出“百萬光伏屋頂計劃百萬光伏屋頂計劃”2000 2000 世界太陽能電池總產(chǎn)量達世界太陽能電池總產(chǎn)量達287MW287MW，歐洲計劃，歐洲計劃20102010年生產(chǎn)年生產(chǎn)6060億瓦光伏電池億瓦光伏電池第3頁/共37頁第四頁，共37頁。我國 1959年第一個有實用價

2、值的太陽電池誕生 1971年3月太陽電池首次應(yīng)用于我國第二顆 人造衛(wèi)星實踐1號上； 1973年太陽電池首次應(yīng)用于浮標燈上； 1979年開始用半導(dǎo)體工業(yè)廢次單晶、半導(dǎo)體 器件工藝生產(chǎn)(shngchn)單晶硅電池； 80“年代中后期引進國外關(guān)鍵設(shè)備或成套生 產(chǎn)線我國太陽電池制造產(chǎn)業(yè)初步形成。第4頁/共37頁第五頁，共37頁。第5頁/共37頁第六頁，共37頁。第6頁/共37頁第七頁，共37頁。辦公樓與玻璃幕墻一體化的PV太陽能屋頂(w dn)系統(tǒng)第7頁/共37頁第八頁，共37頁。第8頁/共37頁第九頁，共37頁。第9頁/共37頁第十頁，共37頁。太陽能電池(dinch)的結(jié)構(gòu)第10頁/共37頁第十一

3、頁，共37頁。 太陽能電池，又稱光伏器件，是一種利用光太陽能電池，又稱光伏器件，是一種利用光生伏特效應(yīng)把光能生伏特效應(yīng)把光能(gungnng)(gungnng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿霓D(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿钠骷Ｋ翘柲芄夥l(fā)電的基礎(chǔ)和核心。器件。它是太陽能光伏發(fā)電的基礎(chǔ)和核心。第11頁/共37頁第十二頁，共37頁。按照材料(cilio)分類:1 1、硅太陽能電池、硅太陽能電池(dinch)(dinch)：以硅為基體材料（單晶硅、：以硅為基體材料（單晶硅、多晶硅、非晶硅）多晶硅、非晶硅）2 2、化合物半導(dǎo)體太陽能電池、化合物半導(dǎo)體太陽能電池(dinch)(dinch)：由兩種或兩種：由兩種或兩種以上的元素組成具有

4、半導(dǎo)體特性的化合物半導(dǎo)體材料制成以上的元素組成具有半導(dǎo)體特性的化合物半導(dǎo)體材料制成的太陽能電池的太陽能電池(dinch)(dinch)(硫化鎘、砷化稼、碲化鎘、硒硫化鎘、砷化稼、碲化鎘、硒銦銅、磷化銦銦銅、磷化銦) )3 3、有機半導(dǎo)體太陽能電池、有機半導(dǎo)體太陽能電池(dinch)(dinch)：用含有一定數(shù)量：用含有一定數(shù)量的碳碳鍵且導(dǎo)電能力介于金屬和絕緣體之間的半導(dǎo)體材的碳碳鍵且導(dǎo)電能力介于金屬和絕緣體之間的半導(dǎo)體材料制成的電池料制成的電池(dinch)(dinch)(分子晶體、電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物、分子晶體、電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物、高聚物高聚物) )第12頁/共37頁第十三頁，共37頁。單晶硅太陽電池

5、單晶硅太陽電池(ti yn din ch)特點：特點： 硅系列太陽能電池中，單晶硅的光電轉(zhuǎn)換效率硅系列太陽能電池中，單晶硅的光電轉(zhuǎn)換效率最高，技術(shù)也最成熟最高，技術(shù)也最成熟(chngsh)(chngsh)，高性能單晶硅，高性能單晶硅電池是建立在高質(zhì)量單晶硅材料和相關(guān)成熟電池是建立在高質(zhì)量單晶硅材料和相關(guān)成熟(chngsh)(chngsh)的加工工藝基礎(chǔ)上。提高轉(zhuǎn)換效率主的加工工藝基礎(chǔ)上。提高轉(zhuǎn)換效率主要是靠單晶硅表面微結(jié)構(gòu)處理和分區(qū)摻雜工藝。單要是靠單晶硅表面微結(jié)構(gòu)處理和分區(qū)摻雜工藝。單晶硅太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率無疑是最高的，在大規(guī)晶硅太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率無疑是最高的，在大規(guī)模應(yīng)用和工業(yè)生產(chǎn)中仍

6、舊占據(jù)主導(dǎo)地位，但由于受模應(yīng)用和工業(yè)生產(chǎn)中仍舊占據(jù)主導(dǎo)地位，但由于受單晶硅材料價格及相應(yīng)繁瑣的電池工藝影響，致使單晶硅材料價格及相應(yīng)繁瑣的電池工藝影響，致使單晶硅成本居高不下，嚴重影響了其廣泛應(yīng)用。單晶硅成本居高不下，嚴重影響了其廣泛應(yīng)用。 第13頁/共37頁第十四頁，共37頁。多晶硅太陽電池特點：多晶硅太陽電池特點： 單晶硅太陽能電池的缺點是制造過程復(fù)雜，制單晶硅太陽能電池的缺點是制造過程復(fù)雜，制造電池的能耗大。為解決這些問題，用澆鑄法或晶造電池的能耗大。為解決這些問題，用澆鑄法或晶帶法制造的多晶硅太陽能電池的開發(fā)取得了進展。帶法制造的多晶硅太陽能電池的開發(fā)取得了進展。在在1976年證明用多

7、晶硅材料制作的太陽能電池的轉(zhuǎn)年證明用多晶硅材料制作的太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率已超過換效率已超過10%，對大晶粒的電池，有報道效率，對大晶粒的電池，有報道效率可達可達20%。這種低成本的多晶硅太陽能電池已經(jīng)大。這種低成本的多晶硅太陽能電池已經(jīng)大量生產(chǎn)，目前，它在太陽能電池工業(yè)中所占的分額量生產(chǎn)，目前，它在太陽能電池工業(yè)中所占的分額也相當大。但是多晶硅材料質(zhì)量也相當大。但是多晶硅材料質(zhì)量(zhling)比單晶硅比單晶硅差，有許多晶界存在，電池效率比單晶硅低；晶向差，有許多晶界存在，電池效率比單晶硅低；晶向不一致，表面織構(gòu)化困難。不一致，表面織構(gòu)化困難。第14頁/共37頁第十五頁，共37頁。非晶硅太陽能

8、電池非晶硅太陽能電池(dinch)(dinch)的優(yōu)點：的優(yōu)點：1 1、非晶硅具有較高的光吸收系數(shù)，這是非晶硅材料最重要的特、非晶硅具有較高的光吸收系數(shù)，這是非晶硅材料最重要的特點，也是它能夠成為低價格太陽能電池點，也是它能夠成為低價格太陽能電池(dinch)(dinch)的最主要因素。的最主要因素。2 2、非晶硅的禁帶寬度比單晶硅大，隨制備條件的不同約在、非晶硅的禁帶寬度比單晶硅大，隨制備條件的不同約在1.5-1.5-2.0eV2.0eV的范圍內(nèi)變化，這樣制成的非晶硅太陽能電池的范圍內(nèi)變化，這樣制成的非晶硅太陽能電池(dinch)(dinch)的的開路電壓高。開路電壓高。3 3、材料和制造工

9、藝成本低、設(shè)備簡單；而且非晶硅薄膜厚度僅、材料和制造工藝成本低、設(shè)備簡單；而且非晶硅薄膜厚度僅有數(shù)千埃，不足晶體硅太陽電池有數(shù)千埃，不足晶體硅太陽電池(dinch)(dinch)厚度的百分之一，大厚度的百分之一，大大降低了硅原材料的成本；沉積溫度為大降低了硅原材料的成本；沉積溫度為100100300C300C。4 4、由于非晶硅沒有晶體所要求的周期性原子排列，可以不考慮、由于非晶硅沒有晶體所要求的周期性原子排列，可以不考慮制備晶體所必須考慮的材料與襯底間的晶格失配問題。因而它幾制備晶體所必須考慮的材料與襯底間的晶格失配問題。因而它幾乎可以淀積在任何襯底上，如不銹鋼、塑料甚至廉價的玻璃襯底。乎可

10、以淀積在任何襯底上，如不銹鋼、塑料甚至廉價的玻璃襯底。第15頁/共37頁第十六頁，共37頁。第16頁/共37頁第十七頁，共37頁。發(fā)展趨勢： 作為非常有希望的低成本太陽能電池，開發(fā)新結(jié)構(gòu)，提高效率和穩(wěn)定性，將會使非晶硅太陽能電池在民用及獨立電源系統(tǒng)(xtng)中獲得廣泛應(yīng)用。第17頁/共37頁第十八頁，共37頁。 太陽電池組件是將太陽光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔艿年柟獍l(fā)電裝置。多個組件經(jīng)串聯(lián)和并聯(lián)可組成發(fā)電方陣，提供較大的電功率。太陽電池組件具有單個組件功率大，可靠性高的特點，可單只或組成陣列使用。 整個太陽能電池由高轉(zhuǎn)換效率的單片太陽電池、抗老化EVA膠膜、高透光率、高機械強度的鋼化玻璃和由氟塑料

11、、滌綸復(fù)合而成的Tedlar(TPT)背膜組成。這些元件在真空下加熱層壓成為一個整體(zhngt)，最后經(jīng)安裝陽極化防腐鋁合金邊框和接線盒，成為組件成品。具有效率高、壽命長、安裝方便、抗風(fēng)、抗冰雹能力等特性。第18頁/共37頁第十九頁，共37頁。太陽能光伏電池陣列(zhn li)結(jié)構(gòu)第19頁/共37頁第二十頁，共37頁。第20頁/共37頁第二十一頁，共37頁。第21頁/共37頁第二十二頁，共37頁。第22頁/共37頁第二十三頁，共37頁。第23頁/共37頁第二十四頁，共37頁。第24頁/共37頁第二十五頁，共37頁。第25頁/共37頁第二十六頁，共37頁。第26頁/共37頁第二十七頁，共37頁。第27頁/共37頁第二十八頁，共37頁。第28頁