1、 太陽能電池（結(jié)構(gòu)、工作原理、發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢） 摘要:人類面臨著有限常規(guī)能源和環(huán)境破壞嚴(yán)重的雙重壓力。已經(jīng)成為越來越值得關(guān)注的社會與環(huán)境問題。近年來，光伏市場快速發(fā)展并取得可喜的成就。本文介紹了太陽能電池的結(jié)構(gòu)、工作原理、發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢。關(guān)鍵字； 太陽能電池；結(jié)構(gòu)；工作原理；發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢。引言：由于于人類對對可再生生能源的的不斷需需求。促促使人們們致力于于開發(fā)新新型能源源。太陽陽在400minn內(nèi)照射射帶地球球表面的的能量可可供全球球目前能能源消費費的速度度使用11年。合合理的利利用好太太陽能將將是人類類解決能能源問題題的長期期發(fā)展戰(zhàn)戰(zhàn)略，是是其中最最受矚目目的研究究熱點之之一。一：太陽能能

2、電池結(jié)結(jié)構(gòu)及工工作原理理1:太陽能電電池的結(jié)結(jié)構(gòu)及工工作原理理太陽能能電池的的外形及及基本結(jié)結(jié)構(gòu)如圖圖1。基基本材料料為P型型單晶硅硅，厚度度為0.300.5mmm左右右。上表表面為NN+型區(qū)區(qū)，構(gòu)成成一個PPN結(jié)結(jié)。頂區(qū)區(qū)表面有有柵狀金金屬電極極，硅片片背面為為金屬底底電極。上上下電極極分別與與N區(qū)區(qū)和P區(qū)區(qū)形成歐歐姆接觸觸，整個個上表面面還均勻勻覆蓋著著減反射射膜。當(dāng)當(dāng)入發(fā)射射光照在在電池表表面時，光光子穿過過減反射射膜進(jìn)入入硅中，能能量大于于硅禁帶帶寬度的的光子在在N+區(qū)區(qū)，PNN結(jié)空空間電荷荷區(qū)和PP區(qū)中激激發(fā)出光光生電子子空空穴對。各各區(qū)中的的光生載載流子如如果在復(fù)復(fù)合前能能越過耗耗

3、盡區(qū)，就就對發(fā)光光電壓作作出貢獻(xiàn)獻(xiàn)。光生生電子留留于N區(qū)，光光生空穴穴留于PP區(qū)，在在PN結(jié)的兩兩側(cè)形成成正負(fù)電電荷的積積累，產(chǎn)產(chǎn)生光生生電壓，此此為光生生伏打效效應(yīng)。當(dāng)當(dāng)光伏電電池兩端端接一負(fù)負(fù)載后，光光電池就就從P區(qū)區(qū)經(jīng)負(fù)載載流至NN區(qū)，負(fù)負(fù)載中就就有功率率輸出。太陽能電池各區(qū)對不同波長光的敏感型是不同的?？拷攨^(qū)濕產(chǎn)生陽光電流對短波長的紫光（或紫外光）敏感，約占總光源電流的510（隨N區(qū)厚度而變），PN結(jié)空間電荷的光生電流對可見光敏感，約占5 左右。電池基體區(qū)域產(chǎn)生的光電流對紅外光敏感，占8090，是光生電流的主要組成部分。 將光子轉(zhuǎn)換換為電子子2計算器和人人造衛(wèi)星星上使用用的太陽陽能電

4、池池都是光光伏電池池或者模模塊（模模塊就是是一組通通過電路路連接并并封裝在在一個框框架內(nèi)的的電池）。光光伏電池池（Phhotoovolltaiics），顧顧名思義義（phhotoo=光， volltaiic=電電），是是指將太太陽光轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為電電能的電電池。光光伏電池池之前只只用在太太空中，而而現(xiàn)在卻卻越來越越普及，且且使用方方式也越越來越普普通。它它們甚至至可以為為您的住住宅供電電。這些些裝置是是如何工工作的呢呢？ 光伏（PVV）電池池由半導(dǎo)導(dǎo)體材料料制成，比比如硅就就是目前前最常用用的一種種半導(dǎo)體體。當(dāng)光光照射電電池時，有有一部分分光會被被 HYPERLINK /diode.htm 半導(dǎo)體體

5、材料吸吸收。這這意味著著吸收的的光能將將傳給半半導(dǎo)體。能能量會導(dǎo)導(dǎo)致電子子逸出，使使它們可可以自由由流動。光光伏電池池中還有有一個或或多個電電場，可可以迫使使由光吸吸收并釋釋放的電電子以一一定方向向流動。電電子的流流動形成成電流，通通過在光光伏電池池的頂部部和底部部安放金金屬觸點點，我們們可以將將電流引引出來，以以供使用用。例如如，電流流可以為為計算器器供電。此此電流以以及電池池電壓（由由內(nèi)部電電場產(chǎn)生生）決定定了太陽陽能電池池的功率率（或者者瓦特數(shù)數(shù)）。 這是發(fā)電的的基本過過程，但但是實際際情況要要復(fù)雜得得多。讓讓我們來來深入研研究一個個光伏電電池的示示例：單單晶硅電電池。硅有一些特特別的化

6、化學(xué)特性性，尤其其是它的的晶體結(jié)結(jié)構(gòu)。硅硅 HYPERLINK /atom.htm 原子含有有14個個電子，排排列在三三個不同同的核外外電子層層中。距距離原子子核最近近的頭兩兩個電子子層完全全填滿。而而最外層層電子則則處于半半滿狀態(tài)態(tài)，只有有四個電電子。硅硅原子始始終會想想方設(shè)法法填滿最最外面的的電子層層（即希希望有八八個電子子）。為為此，它它會與相相鄰硅原原子的四四個電子子共享自自身的電電子，這這就好比比每個原原子與周周圍原子子握手一一樣，只只是在這這種情況況下，每每個原子子有四只只手與四四個鄰居居相握。這這就形成成了晶體體結(jié)構(gòu)，該該結(jié)構(gòu)對對于這種種類型的的光伏電電池具有有重要的的意義。 現(xiàn)

7、在，我們們已經(jīng)了了解了純純晶體硅硅。純硅硅是一種種性能很很差的導(dǎo)導(dǎo)體，因因為它的的電子不不能像銅銅這樣的的導(dǎo)體中中的電子子那樣自自由移動動。硅中中的電子子被全部部鎖在晶晶體結(jié)構(gòu)構(gòu)中。太太陽能電電池中的的硅結(jié)構(gòu)構(gòu)已經(jīng)過過稍稍調(diào)調(diào)整，以以便它能能作為太太陽能電電池來工工作。 太陽能電池池使用的的硅混有有雜質(zhì)其他他原子與與硅原子子混在一一起，這這樣會稍稍稍改變變硅的工工作方式式。我們們通常認(rèn)認(rèn)為雜質(zhì)質(zhì)是某種種不好的的東西，但但在這個個例子中中，如果果沒有這這些雜質(zhì)質(zhì)，電池池就無法法工作。實實際上，這這些雜質(zhì)質(zhì)是有意意添加到到硅中的的。考慮慮硅與一一個位置置不定的的磷原子子在一起起的情況況，也許許每一

8、百百萬個硅硅原子配配上一個個磷原子子。磷原原子的外外電子層層有五個個電子，而而不是四四個。它它仍然要要與硅周周圍的原原子結(jié)合合，但從從某種意意義上講講，磷原原子有一一個電子子是不與與任何原原子握手手的。它它沒有成成為鍵的的一部分分，但是是磷原子子核中的的正質(zhì)子子會使其其保持在在原位上上。 當(dāng)把能量加加到純硅硅中時（比比如以熱熱的形式式），它它會導(dǎo)致致幾個電電子脫離離其共價價鍵并離離開原子子。每有有一個電電子離開開，就會會留下一一個空穴穴。然后后，這些些電子會會在晶格格周圍四四處游蕩蕩，尋找找另一個個空穴來來安身。這這些電子子被稱為為自由載載流子，它它們可以以運載電電流。不不過，留留在純硅硅中的

9、電電子數(shù)量量極少，因因此沒有有太大的的用處。而而將純硅硅與磷原原子混合合起來，情情況就完完全不同同了。此此時，只只需很少少的能量量即可使使磷原子子的某個個“多余”的電子子逸出，因因為這些些電子沒沒有結(jié)合合到共價價鍵中它們們的鄰居居不會將將它們拉拉回。因因此，大大多數(shù)這這類電子子會成為為自由電電子，這這樣，我我們就得得到了比比純硅中中多得多多的自由由載流子子。有意意添加雜雜質(zhì)的過過程被稱稱為摻雜雜，當(dāng)利利用磷原原子摻雜雜時，得得到的硅硅被成為為N型（“n”表示負(fù)電），因為硅里面有很多自由電子。與純硅相比，N 型摻雜硅是一種性能好得多的導(dǎo)體。 實際上，太太陽能電電池只有有一部分分是N型型。另一一部

10、分硅硅摻雜的的是硼，硼硼的最外外電子層層只有三三個而不不是四個個電子，這這樣可得得到P型型硅。PP型硅中中沒有自自由電子子（“p”表示正正電），但但是有自自由空穴穴?？昭ㄑ▽嶋H是是電子離離開造成成的，因因此它們們帶有相相反（正正）的電電荷。它它們像電電子一樣樣四處移移動。 在將N型硅硅與P型型硅放到到一起時時，有趣趣的情形形發(fā)生了了。切記記，每塊塊光伏電電池至少少有一個個電場。沒沒有電場場，電池池就無法法工作，而而此電場場是在NN型硅和和P型硅硅接觸的的時候形形成的。突突然，NN 側(cè)的的自由電電子（它它們一直直在尋找找空穴來來安身）看看到了PP側(cè)的所所有空穴穴，然后后便瘋狂狂地奔向向空穴，將將

11、空穴填填滿。以以前，從從電的角角度來看看，我們們所用的的硅都是是中性的的。多余余的電子子被磷中中多余的的質(zhì)子所所中和。缺缺失電子子（空穴穴）由硼硼中缺失失質(zhì)子所所中和。當(dāng)當(dāng)空穴和和電子在在N型硅硅和P型型硅的交交界處混混合時，中中性就被被破壞了了。所有有自由電電子會填填充所有有空穴嗎嗎？不會會。如果果是這樣樣，那么么整個準(zhǔn)準(zhǔn)備工作作就沒有有什么意意義了。不不過，在在交界處處，它們們確實會會混合形形成一道道屏障，使使得N側(cè)側(cè)的電子子越來越越難以抵抵達(dá)P側(cè)側(cè)。最終終會達(dá)到到平衡狀狀態(tài)，這這樣我們們就有了了一個將將兩側(cè)分分開的電電場。這這個電場場相當(dāng)于于一個 HYPERLINK /fpte6.htm

12、 二二極管，允允許（甚甚至推動動）電子子從P側(cè)側(cè)流向NN側(cè)，而而不是相相反。它它就像一一座山電子子可以輕輕松地滑滑下山頭頭（到達(dá)達(dá)N側(cè)），卻卻不能向向上攀升升（到達(dá)達(dá)P側(cè)）。 這樣，我們們就得到到了一個個作用相相當(dāng)于二二極管的的電場，其其中的電電子只能能向一個個方向運運動。讓讓我們來來看一下下在太陽陽光照射射電池時時會發(fā)生生什么。 當(dāng)光以 HYPERLINK /light3.htm 光子子的形式式撞擊太太陽能電電池時，其其能量會會使電子子空穴對對釋放出出來。 每個攜帶足足夠能量量的光子子通常會會正好釋釋放一個個電子，從從而產(chǎn)生生一個自自由的空空穴。如如果這發(fā)發(fā)生在離離電場足足夠近的的位置，或或

13、者自由由電子和和自由空空穴正好好在它的的影響范范圍之內(nèi)內(nèi)，則電電場會將將電子送送到N側(cè)側(cè)，將空空穴送到到P側(cè)。這這會導(dǎo)致致電中性性進(jìn)一步步被破壞壞，如果果我們提提供一個個外部電電流通路路，則電電子會經(jīng)經(jīng)過該通通路，流流向它們們的原始始側(cè)（PP側(cè)），在在那里與與電場發(fā)發(fā)送的空空穴合并并，并在在流動的的過程中中做功。電電子流動動提供電電流，電電池的電電場產(chǎn)生生電壓。有有了電流流和電壓壓，我們們就有了了功率，它它是二者者的乘積積。 二：太陽能能電池發(fā)發(fā)展現(xiàn)狀狀及趨勢勢： 太陽能發(fā)電電是一項項高新技技術(shù)，以以太陽能能為資源源基礎(chǔ)的的生產(chǎn)將將是一種種可持續(xù)續(xù)的發(fā)展展模式。從從陽光直直接轉(zhuǎn)變變成電流流的太

14、陽陽電池也也將不再再是昂貴貴的的市市場空缺缺。全球球太陽能能產(chǎn)品的的年銷售售額達(dá)114億美美元，其其中122億美元元來自太太陽能電電池的銷銷售。太太陽能工工業(yè)的年年增長率率估計在在20%左右，太太陽能利利用增長長的潛力力是巨大大的。制作太陽能能電池主主要是以以半導(dǎo)體體材料為為基礎(chǔ)，其其工作原原理是利利用光電電材料吸吸收光能能后發(fā)生生光電于于轉(zhuǎn)換反反應(yīng)，根根據(jù)所用用材料的的不同，太太陽能電電池可分分為：硅硅太陽能能電池；化合物物太陽能能電池，如如砷化鎵鎵、硫化化鎘、銅銅銦硒等等；功能能高分子子材料制制備的太太陽能電電池；納納米晶太太陽能電電池等。不不論以何何種材料料來制作作電池，對對太陽能能電池

15、材材料一般般的要求求有：半半導(dǎo)體材材料的禁禁帶不能能太寬；要有較較高的光光電轉(zhuǎn)換換效率：材料本本身對環(huán)環(huán)境不造造成污染染；材料料便于工工業(yè)化生生產(chǎn)且材材料性能能穩(wěn)定?；谝陨仙蠋讉€方方面考慮慮，硅是是最理想想的太陽陽能電池池材料，這這也是目目前在太太陽能電電池領(lǐng)域域硅太陽陽能電池池占主導(dǎo)導(dǎo)地位的的主要原原因。1，有關(guān)高高效率，低低成本晶晶體硅太太陽能電電池開發(fā)發(fā)硅太陽能電電池可分分為晶體體硅太陽陽能電池池和薄膜膜硅太陽陽能電池池，晶體體硅太陽陽能電池池主要是是指單晶晶硅和多多晶硅太太陽能電電池。規(guī)規(guī)?；a(chǎn)中，單單晶硅太太陽能電電池具有有轉(zhuǎn)換效效率最高高、技術(shù)術(shù)最為成成熟、可可靠性高高等優(yōu)

16、點點。澳大大利亞新新南威爾爾士大學(xué)學(xué)硅太陽陽電池及及硅發(fā)光光實驗室室副主任任趙建華華研發(fā)的的PERRL（鈍鈍化發(fā)射射極、背背面點擴擴散）太太陽能電電池轉(zhuǎn)換換效率高高達(dá)244.7%。多晶硅太陽陽能電池池的制作作工藝與與單晶硅硅太陽能能電池相相近，但但是從制制作成本本上來講講，比單單晶硅太太陽能電電池要低低得多。多多晶硅太太陽能電電池的光光電轉(zhuǎn)化化效率相相比單晶晶硅太陽陽能電池池要低。我我國尚德德太陽能能電力將將開始量量產(chǎn)轉(zhuǎn)換換效率118.88的單單晶硅型型、177.2的多晶晶硅型太太陽能電電池單元元。目前，我國國已上馬馬了多家家多晶硅硅材料的的生產(chǎn)基基地，解解決我國國晶體硅硅太陽能能電池原原料高

17、度度依賴國國外進(jìn)口口的現(xiàn)狀狀。隨著著多晶硅硅供需平平衡，多多晶硅價價格會迅迅速恢復(fù)復(fù)到合理理價位，將將直接導(dǎo)導(dǎo)致硅太太陽能電電池生產(chǎn)產(chǎn)成本大大大降低低，為多多晶硅太太陽能電電池創(chuàng)造造更好的的發(fā)展條條件。硅太陽能電電池轉(zhuǎn)換換效率無無疑是最最高的，而而且由于于硅太陽陽能電池池一般采采用鋼化化玻璃以以及防水水樹脂進(jìn)進(jìn)行封裝裝，因此此其堅固固耐用，使使用壽命命一般可可達(dá)155年，最最高可達(dá)達(dá)25年年。薄膜膜太陽能能電池由由于其制制造成本本低，對對環(huán)境的的影響小小，近年年來備受受關(guān)注，其其所占的的市場份份額逐漸漸加大。但但是在目目前金融融危機情情況下，硅硅原材料料成本已已下降到到每公斤斤1000美元以以

18、下，成成本大大大下降，已已接近火火電發(fā)電電成本每每瓦1元元人民幣幣，由于于轉(zhuǎn)化效效率高于于薄膜，成成本下降降較大，所所以硅太太陽能電電池仍具具備強有有力的競競爭力。2，新型薄薄膜電池池開發(fā)薄膜太陽能能電池是是最富前前途的下下一代太太陽能電電池技術(shù)術(shù)，它節(jié)節(jié)省了硅硅原料的的使用和和硅片制制造工藝藝。與目目前常見見的硅片片太陽能能電池相相比，硅硅薄膜太太陽能電電池用硅硅量僅為為前者的的1%左左右，可可使每瓦瓦太陽能能電池成成本從22.5美美元降至至1.22美元。此此外，這這種高科科技新產(chǎn)產(chǎn)品可與與建筑物物屋頂、墻墻體材料料如玻璃璃幕墻融融為一體體，既可可并網(wǎng)發(fā)發(fā)電又能能節(jié)約建建筑材料料、美化化環(huán)境

19、。目目前正在在研發(fā)中中和已有有產(chǎn)品出出售的薄薄膜太陽陽能電池池主要有有以下幾幾種：（1）非晶晶硅薄膜膜電池：是薄膜膜太陽能能電池中中最成熟熟的產(chǎn)品品之一。由于非晶硅薄膜太陽能電池的成本低，便于大規(guī)模生產(chǎn)，普遍受到人們的重視并得到迅速發(fā)展，但由于其光學(xué)帶隙為1.7eV, 使得材料本身對太陽輻射光譜的長波區(qū)域不敏感，這樣一來就限制了非晶硅太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。（2）多晶晶硅硅薄薄膜電池池：其轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換效率率高于非非晶硅薄薄膜太陽陽能電池池，又無無效率衰衰退問題題，并且且有可能能在廉價價襯底材材料上制制備，但但由于控控制薄膜膜中硅晶晶粒大小小的技術(shù)術(shù)沒有解解決，尚尚未能制制成有實實用價值值的太陽陽能電池

20、池。（3）有機機染料敏敏化電池池：它是是一種光光電化學(xué)學(xué)電池。（4）銅銦銦錫（CCIS）和和銻化鎘鎘（CddTe）：兩種化化合物多多晶薄膜膜太陽能能電池，中中試轉(zhuǎn)換換效率已已經(jīng)超過過10。但是是，由于于元素鎘鎘的有毒毒性及其其對環(huán)境境的污染染，這種種太陽能能電池技技術(shù)均不不具備長長遠(yuǎn)的產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化生生命力。（5）銅-銦-硒硒（及其其合金）電電池：據(jù)據(jù)美國MMiassolee公司稱稱，他們們研制的的樣品轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換效率率可達(dá)119.55，試試銷產(chǎn)品品的轉(zhuǎn)換換效率可可達(dá)9。但由由于銦和和硒都是是比較稀稀有的元元素，因因此，這這類電池池的發(fā)展展必然受受到限制制。（6）砷化化鎵IIII-VV化合物物薄膜電電池：

21、在在2500的條條件下，光光電轉(zhuǎn)換換性能仍仍很良好好，其最最高光電電轉(zhuǎn)換效效率約330，且且能耐高高溫，特特別適合合做高溫溫聚光太太陽能電電池。但但生產(chǎn)成成本高，產(chǎn)產(chǎn)量受限限，目前前主要作作空間電電源用。在光伏利用用中，相相對于其其它薄膜膜電池，由由于硅材材料儲量量豐富，且且無毒、無無污染，具具有主導(dǎo)導(dǎo)地位。目目前，在在硅基薄薄膜太陽陽能電池池家族中中，非晶晶硅薄膜膜電池占占有主要要地位。但但非晶硅硅太陽能能電池存存在光致致衰減效效應(yīng)的缺缺點，并并且轉(zhuǎn)化化效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于晶晶體硅太太陽能電電池。目目前又出出現(xiàn)了各各種疊層層太陽能能電池，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換效率率達(dá)144.6%，接近近多晶硅硅太陽能能電池。近年來

22、，另另一種新新型硅基基薄膜材材料納米硅硅薄膜由由于其優(yōu)優(yōu)良的性性能引起起了人們們廣泛的的關(guān)注。理理論上其其最大轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換率為為44%，如能能產(chǎn)業(yè)化化，則高高于單晶晶硅電池池。3，超高級級太陽能能電池的的探索A，聚光太太陽能（CCPV）第三代聚光光太陽能能（CPPV）發(fā)發(fā)電方式式，正逐逐漸成為為太陽能能領(lǐng)域的的焦點。光伏發(fā)電經(jīng)歷了第一代晶硅電池和第二代薄膜電池，目前產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程正逐漸轉(zhuǎn)向高效的CPV系統(tǒng)發(fā)電。與前兩代電池相比，CPV采用多結(jié)的III-V族化合物電池，具有大光譜吸收、高轉(zhuǎn)換效率等優(yōu)點；而且所需的電池面積不大，以相對廉價的聚光器件替代昂貴的半導(dǎo)體材料，在大規(guī)模應(yīng)用于發(fā)電時可有效降低成本、降

23、低生產(chǎn)能耗。CPV系統(tǒng)具有轉(zhuǎn)換率優(yōu)勢和耐高溫性能。硅電池的理論轉(zhuǎn)換效率大概為23%，單結(jié)的砷化鎵電池理論轉(zhuǎn)換效率可達(dá)27%，多結(jié)的III-V族電池對光譜進(jìn)行了更全面的吸收，其理論轉(zhuǎn)換率可超過50%。即使考慮到聚光和追蹤所產(chǎn)生的誤差損失，目前的CPV系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率可達(dá)25%，高于目前市售晶硅電池17%左右的轉(zhuǎn)換效率。此外，GaAs系電池的高溫衰減性能強于硅系電池，更適合應(yīng)用于日照強烈的荒漠地區(qū)。CPV系統(tǒng)的生產(chǎn)過程更加節(jié)能環(huán)保。聚光倍數(shù)越大，所需的光伏電池面積越小，對于高達(dá)幾百倍的HCPV系統(tǒng)來說，硬幣大小的轉(zhuǎn)換電池就可轉(zhuǎn)換碗口面積的光能。在節(jié)省半導(dǎo)體材料用量的同時，降低了太陽能發(fā)電系統(tǒng)的生產(chǎn)成本

24、和能耗，使得CPV具有更短的能量回收期。CPV發(fā)電漸具成本優(yōu)勢，更具成本下降潛力。隨著CPV技術(shù)的更加成熟以及生產(chǎn)規(guī)模的進(jìn)一步擴大，普遍預(yù)計2010年內(nèi)即可實現(xiàn)較低的平準(zhǔn)化電力成本(LCOE)，低于晶硅和薄膜電池。未來，若對光伏發(fā)電設(shè)備的生產(chǎn)環(huán)節(jié)征收碳排放稅，CPV的投資回收期僅會延長12個月，晶硅和薄膜電池均會延長1年以上，屆時CPV的相對成本優(yōu)勢將更加明顯。 CPV將長期與晶硅、薄膜電池共存。CPV由于系統(tǒng)的復(fù)雜性，較適用于大型的光伏發(fā)電電站，可采用統(tǒng)一的追日控制方式和冷卻系統(tǒng)。而晶硅和薄膜電池更適用于較小型的家用和商用發(fā)電系統(tǒng)，長期來看，CPV并不會完全取代晶硅和薄膜電池的市場，正如薄膜

25、電池不會完全取代晶硅電池一樣。 市場規(guī)模具備高速增長潛力。目前全球的CPV裝機不到200MW，預(yù)計今后幾年內(nèi)，隨著技術(shù)優(yōu)勢和成本優(yōu)勢的體現(xiàn)，市場規(guī)模將有爆發(fā)式的增長，未來10年年均增速預(yù)計在40%以上。到2020年行業(yè)總產(chǎn)值可達(dá)500億元左右。我國目前僅有少量示范電站，未來隨著光伏裝機容量的提升，CPV的市場也將逐漸打開。CSP也將逐漸步入規(guī)?；瘧?yīng)用。CSP系統(tǒng)主要是對太陽能聚光產(chǎn)生的熱量進(jìn)行利用，CSP雖然不需使用光伏電池，但依然需要大量的光學(xué)聚光器。預(yù)計2015年新增裝機將達(dá)到5.5GW。 相關(guān)國內(nèi)上市公司：目前國內(nèi)尚無成熟的CPV設(shè)備制造商，產(chǎn)品進(jìn)口依賴度較高。A股上市公司中，萬家樂、三

26、安光電、哈高科均具有CPV制造業(yè)務(wù)，新華光、水晶光電、利達(dá)光電則具有光學(xué)聚光器的生產(chǎn)能力，未來有望從CPV和CSP市場的高速擴張中獲益。B，聚合合物多層層修飾電電極型太太陽能電電池在太陽能電電池中以以聚合物物代替無無機材料料是剛剛剛開始的的一個太太陽能電電池的研研究方向向。其原原理是利利用不同同氧化還還原型聚聚合物的的不同氧氧化還原原電勢，在在導(dǎo)電材材料（電電極）表表面進(jìn)行行多層復(fù)復(fù)合，制制成類似似無機PPN結(jié)結(jié)的單向向?qū)щ娧b裝置。其其中一個個電極的的內(nèi)層由由還原電電位較低低的聚合合物修飾飾，外層層聚合物物的還原原電位較較高，電電子轉(zhuǎn)移移方向只只能由內(nèi)內(nèi)層向外外層轉(zhuǎn)移移；另一一個電極極的修飾飾

27、正好相相反，并并且第一一個電極極上兩種種聚合物物的還原原電位均均高于后后者的兩兩種聚合合物的還還原電位位。當(dāng)兩兩個修飾飾電極放放入含有有光敏化化劑的電電解波中中時光光敏化劑劑吸光后后產(chǎn)生的的電子轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移到還還原電位位較低的的電極上上，還原原電位較較低電極極上積累累的電子子不能向向外層聚聚合物轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移，只只能通過過外電路路通過還還原電位位較高的的電極回回到電解解液，因因此外電電路中有有光電流流產(chǎn)生。 由于有機材材料柔性性好，制制作容易易，材料料來源廣廣泛，成成本底等等優(yōu)勢，從從而對大大規(guī)模利利用太陽陽能，提提供廉價價電能具具有重要要意義。但但以有機機材料制制備太陽陽能電池池的研究究僅僅剛剛開始，不不

28、論是使使用壽命命，還是是電池效效率都不不能和無無機材料料特別是是硅電池池相比。能能否發(fā)展展成為具具有實用用意義的的產(chǎn)品，還還有待于于進(jìn)一步步研究探探索。 C，納米晶晶化學(xué)太太陽能電電池在太陽能電電池中硅硅系太陽陽能電池池?zé)o疑是是發(fā)展最最成熟的的，但由由于成本本居高不不下，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿滿足大規(guī)規(guī)模推廣廣應(yīng)用的的要求。為為此，人人們一直直不斷在在工藝、新新材料、電電池薄膜膜化等方方面進(jìn)行行探索，而而這當(dāng)中中新近發(fā)發(fā)展的納納米TiiO2晶晶體化學(xué)學(xué)能太陽陽能電池池受到國國內(nèi)外科科學(xué)家的的重視。 自瑞士Grratzzel教教授研制制成功納納米TiiO2化化學(xué)大陽陽能電池池以來，國國內(nèi)一些些單位也也正在進(jìn)

29、進(jìn)行這方方面的研研究。納納米晶化化學(xué)太陽陽能電池池（簡稱稱NPCC電池）是是由一種種在禁帶帶半導(dǎo)體體材料修修飾、組組裝到另另一種大大能隙半半導(dǎo)體材材料上形形成的，窄窄禁帶半半導(dǎo)體材材料采用用過渡金金屬Ruu以及OOs等的的有機化化合物敏敏化染料料，大能能隙半導(dǎo)導(dǎo)體材料料為納米米多晶TTiO22并制成成電極，此此外NPPC電池池還選用用適當(dāng)?shù)牡难趸灰贿€原電電解質(zhì)。納納米晶TTiO22工作原原理：染染料分子子吸收太太陽光能能躍遷到到激發(fā)態(tài)態(tài)，激發(fā)發(fā)態(tài)不穩(wěn)穩(wěn)定，電電子快速速注入到到緊鄰的的TiOO2導(dǎo)帶帶，染料料中失去去的電子子則很快快從電解解質(zhì)中得得到補償償，進(jìn)入入TiOO2導(dǎo)帶帶中的電電于最終

30、終進(jìn)入導(dǎo)導(dǎo)電膜,然后通通過外回回路產(chǎn)生生光電流流。 納米晶TiiO2太太陽能電電池的優(yōu)優(yōu)點在于于它廉價價的成本本和簡單單的工藝藝及穩(wěn)定定的性能能。其光光電效率率穩(wěn)定在在10以上，制制作成本本僅為硅硅太陽電電池的11/51/110壽壽命能達(dá)達(dá)到2OO年以上上。但由由于此類類電池的的研究和和開發(fā)剛剛剛起步步，估計計不久的的將來會會逐步走走上市場場。從以上上幾個方方面的討討論可知知，作為為太陽能能電池的的材料，IIII-V族化化合物及及CISS等系由由稀有元元素所制制備，盡盡管以它它們制成成的太陽陽能電池池轉(zhuǎn)換效效率很高高，但從從材料來來源看，這這類太陽陽能電池池將來不不可能占占據(jù)主導(dǎo)導(dǎo)地位。而而另

31、兩類類電池納納米晶太太陽能電電池和聚聚合物修修飾電極極太陽能能電地存存在的問問題，它它們的研研究剛剛剛起步，技技術(shù)不是是很成熟熟，轉(zhuǎn)換換效率還還比較低低，這兩兩類電池池還處于于探索階階段，短短時間內(nèi)內(nèi)不可能能替代應(yīng)應(yīng)系太陽陽能電池池。因此此，從轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換效率率和材料料的來源源角度講講，今后后發(fā)展的的重點仍仍是硅太太陽能電電池特別別是多晶晶硅和非非晶硅薄薄膜電池池。由于于多晶硅硅和非晶晶硅薄膜膜電池具具有較高高的轉(zhuǎn)換換效率和和相對較較低的成成本，將將最終取取代單晶晶硅電池池，成為為市場的的主導(dǎo)產(chǎn)產(chǎn)品。 提高轉(zhuǎn)換效效率和降降低成本本是太陽陽能電池池制備中中考慮的的兩個主主要因素素，對于于目前的的硅系太太陽能電電池，要要想再進(jìn)進(jìn)一步提提高轉(zhuǎn)換換效率是是比較困困難的。因因此，今今后研究究的重點點除繼續(xù)續(xù)開發(fā)新新的電池池材料外外應(yīng)集中中在如何何降低成成本上來來，現(xiàn)有有的高轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換效率率的太陽陽能電池池是在高高質(zhì)量的的硅片上上制成的的，這是是制造硅硅太陽能能電池最最費錢的的部分。因因此，在在如何保保證轉(zhuǎn)換換效率仍仍較高的的情況下下來降低低襯底的的成本就就顯得尤尤為重要要。也是是今后太太陽能電電池發(fā)展展急需解解決的問問題。近近來國外外曾采用用某些技技術(shù)制得得硅條帶帶作為多多