XIX太陽(yáng)能電池的應(yīng)用前景分析目錄TOC\o"2-3"\h\z\t"標(biāo)題1,1"4594摘要 177211.1選題背景及目的 1312941.2研究意義 1132381.4國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析 2169163.1硅基太陽(yáng)能電池 6150613.2化合物薄膜太陽(yáng)能電池 6103553.3新型太陽(yáng)能電池 7198774.1山地太陽(yáng)能光伏發(fā)電站的應(yīng)用 8294064.2太陽(yáng)能并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用 8266134.3太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電施工技術(shù)的具體應(yīng)用 9125034.4太陽(yáng)能電池應(yīng)用前景 1067636結(jié)論與展望 13965參考文獻(xiàn) 161緒論1.1選題背景及目的太陽(yáng)能電池是一種可以吸收陽(yáng)光后轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)裝置。太陽(yáng)能電池看起來像薄卡或玻璃板。跟普通電池的不同，它不能夠自行存儲(chǔ)電能。如果想要在晚上使用，則需要配合電池使用。最初階段，人們是使用晶體硅來制造太陽(yáng)能電池，因?yàn)樵缙跁r(shí)候，不管是在材料特性方面還是在技術(shù)層方面，晶體硅材料和對(duì)應(yīng)的設(shè)備都優(yōu)于其他半導(dǎo)體材料。到目前為止，由于晶體硅制作的太陽(yáng)能電池的技術(shù)要求和投資門檻較低，硅原料豐富等，用晶體硅作為材料制作的太陽(yáng)能電池仍在市場(chǎng)上占有大量份額。太陽(yáng)能光伏發(fā)電設(shè)備沒有額外的活動(dòng)的部件，也沒有使用流動(dòng)物質(zhì)作為工作介質(zhì)，避免了器件的腐蝕和日后復(fù)雜的維護(hù)；并且太陽(yáng)能是一種可再生能源，不會(huì)產(chǎn)生造成噪聲污染，也不會(huì)造成環(huán)境的污染。所以這是太陽(yáng)能光伏發(fā)電被認(rèn)為是迄今為止，壽命最長(zhǎng)，最可靠的發(fā)電技術(shù)的主要原因。單晶硅、多晶硅、非晶硅太陽(yáng)能電池是全世界市場(chǎng)上主要的三種太陽(yáng)能電池，在我國(guó)生產(chǎn)得較多的是單晶硅太陽(yáng)能電池和非晶硅太陽(yáng)能電池，同時(shí)也會(huì)少量地生產(chǎn)一些多晶硅太陽(yáng)能電池。1.2研究意義電能作為社會(huì)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)建設(shè)必不可少的一部分。它與科技產(chǎn)品的緊密結(jié)合豐富了人類的日常生活，提高了生活、生產(chǎn)水平，極大地推動(dòng)了社會(huì)的發(fā)展。但是，能源短缺這個(gè)問題在全球都很難解決。從全球角度看，熱發(fā)電的形式占目前的一半。燃燒化石原料帶來的不光是能源枯竭的問題，更重要的是環(huán)境遭到了污染，其中造成的大氣污染越發(fā)嚴(yán)重。太陽(yáng)能電池發(fā)電是清潔發(fā)電，可以減少環(huán)境污染和能源消耗危機(jī)。其中，硅基太陽(yáng)能電池的研究占據(jù)著主導(dǎo)位置，但也有許多其他材料在不斷地被研究出來，例如現(xiàn)今鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的突破。與國(guó)外相比，中國(guó)的能源系統(tǒng)甚至沒有可持續(xù)發(fā)展的特征。中國(guó)人口眾多，人均資源占有率很低，對(duì)于能源的利用技術(shù)還有很多欠缺的地方，但是對(duì)能源的需求量又很大，大多數(shù)太陽(yáng)能電池的制造設(shè)備仍依賴進(jìn)口，因此開發(fā)高效，低制造成本的太陽(yáng)能電池具有重要意義。正是由于對(duì)電力的需求不斷加大，但設(shè)備制造缺乏核心科技。所以近年來，在各個(gè)國(guó)家的大力扶持下太陽(yáng)能技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，太陽(yáng)能的產(chǎn)業(yè)規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。在我國(guó)的各個(gè)領(lǐng)域中太陽(yáng)能電池來源的電力占據(jù)的份額也越來越大。從全球發(fā)展趨勢(shì)分析，為了經(jīng)濟(jì)的綠色發(fā)展和工業(yè)的大規(guī)模電力需求，太陽(yáng)能發(fā)電作為可再生能源必將得到國(guó)際范圍的廣泛關(guān)注和大力發(fā)展。所以如何更好的發(fā)展太陽(yáng)能電池是我國(guó)在國(guó)際能源市場(chǎng)上占據(jù)一席之地和合理分配我國(guó)資源和非化石能源消費(fèi)具有重要意義。除此之外，太陽(yáng)能在我國(guó)還具有許多其他特殊優(yōu)勢(shì)，比如在邊境地區(qū)或其他需要供電力的特殊場(chǎng)所是一種好的電力來源；廣泛的使用太陽(yáng)能技術(shù)還可以有效地減緩氣候變化和促進(jìn)社會(huì)就業(yè)。簡(jiǎn)而言之，大力發(fā)展太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)在經(jīng)濟(jì)社會(huì)和環(huán)境保護(hù)中都具有重要意義。1.4國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析隨著現(xiàn)代社會(huì)和科學(xué)信息技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，對(duì)生活的要求也越來越高；能源在推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中有著重的要作用，但隨著我國(guó)傳統(tǒng)能源的日益枯竭和對(duì)全球環(huán)境的嚴(yán)重污染。研究結(jié)果表明，太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的原理是利用半導(dǎo)體p-n結(jié)的光生伏特效應(yīng)，直接把光能轉(zhuǎn)化為電能，太陽(yáng)能發(fā)電產(chǎn)品具有輻射范圍廣、清潔性、分散度、間歇性等諸多優(yōu)點(diǎn)，成為是源源不斷可索求的能源。預(yù)計(jì)在2040年，可再生能源規(guī)模會(huì)達(dá)到50%以上，其中新能源太陽(yáng)能將達(dá)到20%以上，人類現(xiàn)在迫切需要尋找新型可再生能源以帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，大約本世紀(jì)末可再生能源規(guī)模會(huì)達(dá)到80%以上，其中新能源太陽(yáng)能將會(huì)達(dá)到60%以上，顯而易見，太陽(yáng)能動(dòng)力電池的未來發(fā)展前景非常廣闊。1839年法國(guó)Becquerel報(bào)道在光照電極插入電解質(zhì)的系統(tǒng)中產(chǎn)生光伏效應(yīng)—光電化學(xué)系統(tǒng)；隨后，1876年W.G.Adams發(fā)現(xiàn)晶體硒在光照條件下能產(chǎn)生電流—固體光伏現(xiàn)象；1884年美國(guó)人CharlesFritts制造出了第一塊1%硒電池；1954年貝爾實(shí)驗(yàn)室G.Pearson和D.Ccharpin聯(lián)合研制成功出第一塊6%的有實(shí)用價(jià)值的硅太陽(yáng)能電池，當(dāng)時(shí)紐約時(shí)報(bào)把這一突破性的研究成果稱為“最終導(dǎo)致使無限陽(yáng)光為人類文明服務(wù)的一個(gè)新時(shí)代的開始”—亦是現(xiàn)代太陽(yáng)能電池的先驅(qū)；直到1958年，硅太陽(yáng)能電池第一次在空間應(yīng)用；在20世紀(jì)60年代初，空間電池的設(shè)計(jì)逐漸趨于穩(wěn)定；70年代在空間開始投入大范圍的應(yīng)用，也開始向地面進(jìn)行應(yīng)用，直到70年代末，地面用太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)以及應(yīng)用量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過空間太陽(yáng)能電池。而太陽(yáng)能電池在我國(guó)的發(fā)展相對(duì)國(guó)外而言是晚了一點(diǎn)。1959年第一個(gè)技術(shù)具有實(shí)際推廣應(yīng)用的大型太陽(yáng)能復(fù)合動(dòng)力電池正式成功投入使用運(yùn)行；1971年3月我國(guó)太陽(yáng)能光電動(dòng)力復(fù)合蓄電池技術(shù)首次成功投入使用于2003年發(fā)射到位在我國(guó)的第二顆現(xiàn)代人造衛(wèi)器火星－實(shí)踐1號(hào)上；1973年3月太陽(yáng)能復(fù)合動(dòng)力電池技術(shù)首次被廣泛應(yīng)用發(fā)射到太空浮標(biāo)燈上；1979年我們開始于與國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體和電子工業(yè)相關(guān)的結(jié)合，利用國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的大型廢次晶硅單晶、半導(dǎo)體相關(guān)元器件和制造工藝技術(shù)制造生產(chǎn)出廢次單晶硅大型太陽(yáng)能復(fù)合動(dòng)力電池；80年代中后期我們已經(jīng)經(jīng)過大量投資引進(jìn)國(guó)外新的關(guān)鍵技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備以及成套制造生產(chǎn)線，到此，我們所擁有經(jīng)營(yíng)過的大型太陽(yáng)能復(fù)合動(dòng)力電池生產(chǎn)廠家和成套制造設(shè)備企業(yè)正式開始得到了初步快速發(fā)展。。

2太陽(yáng)能電池的工作原理和制備工藝太陽(yáng)能動(dòng)力電池回收利用后，對(duì)太陽(yáng)能光伏效應(yīng)來進(jìn)行工作。這種光是能控制光子并且會(huì)發(fā)射能量，當(dāng)被光譜線照射停止時(shí)會(huì)增加產(chǎn)生直流光的電壓（或驅(qū)動(dòng)電流），而且在當(dāng)光照射停止時(shí)，電壓（或驅(qū)動(dòng)電流）可能會(huì)立即使其消失。電能作為輸出的光伏發(fā)電設(shè)備，太陽(yáng)能電池的一個(gè)核心組成部分為它是一種新型半導(dǎo)體式的PN型電結(jié)，并且電池可以實(shí)現(xiàn)光能——電能的轉(zhuǎn)換。如果一個(gè)入射口發(fā)射自由光子的內(nèi)部能量（hv）大于一個(gè)半導(dǎo)體功率帶隙的能量寬度（hv大于等于Eg），則入射光子可能會(huì)直接變成自由的價(jià)電子，因?yàn)樗阋灾苯哟蚱埔粋€(gè)價(jià)電子在價(jià)帶帶隙中的一個(gè)價(jià)電態(tài)鍵。這也就意味著能夠吸收含有足夠多的能量并通過破壞導(dǎo)致價(jià)帶氫鍵的中性電子，從價(jià)帶內(nèi)部轉(zhuǎn)移進(jìn)入到中性導(dǎo)帶，成為一個(gè)可以在導(dǎo)帶中“自由移動(dòng)”的中性電子，如下圖2.1所示。同時(shí)，在電子的中心位置上也會(huì)留下一個(gè)小的空穴。因此，在一個(gè)價(jià)電子開始吸收一個(gè)光子并將其過渡發(fā)射到一個(gè)導(dǎo)帶之后，在整個(gè)半導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生自由發(fā)射電子和自由發(fā)射空穴，統(tǒng)稱它們?yōu)楣庾硬⑸蓛r(jià)電子——自由空穴電子對(duì)（e-h）。在一個(gè)空間電荷運(yùn)動(dòng)區(qū)域中它所產(chǎn)生的空間電子-中性空穴對(duì)通過其與內(nèi)置離子電場(chǎng)的相互作用而發(fā)生分離，電子被吸引到N區(qū)域，并且空穴被吸引到P區(qū)域。當(dāng)位于P和N兩個(gè)區(qū)域電極中的外部發(fā)射電極中的引線繼續(xù)打開時(shí)，這些發(fā)射電子空穴分別在位于N和P兩個(gè)區(qū)域電極中的內(nèi)部電極中繼續(xù)累積，從而逐漸形成與電極內(nèi)置發(fā)射電場(chǎng)方向相反，但能產(chǎn)生光的正向發(fā)射電場(chǎng)。該電場(chǎng)阻擋了電子，空穴不斷分離，最終達(dá)到了動(dòng)態(tài)平衡。在這種電流平衡供電狀態(tài)下，當(dāng)正負(fù)兩個(gè)電極之間繼續(xù)短路分離時(shí)，外部電路就會(huì)提供一個(gè)開路交流電壓，當(dāng)正負(fù)兩個(gè)電極繼續(xù)短路時(shí)，太陽(yáng)能光伏電池就會(huì)輸出短路電流，開路電壓和短路電流分別是目前測(cè)量家用太陽(yáng)能電池的兩個(gè)重要測(cè)量指標(biāo)。圖2-1太陽(yáng)能電池工作原理太陽(yáng)能電池制備流程有：制絨工序、擴(kuò)散工序、刻蝕工序、PE工序、絲網(wǎng)印刷工序、測(cè)試分選工序、包裝工序。絲網(wǎng)印刷工藝中，分為兩個(gè)過程，一個(gè)是電極電場(chǎng)的印刷，另一個(gè)是燒結(jié)，電極印刷工藝是將漿料用特有規(guī)格的網(wǎng)版在印刷機(jī)上印刷到硅片上行成電極和電場(chǎng)，制作一個(gè)帶有特定圖案的網(wǎng)版是關(guān)鍵，再將硅片放在帶有模板的網(wǎng)版下，在機(jī)器上通過前刮刀將漿料印刷在硅片上，因刷成模板的圖案，沒有圖案的漿料被堵，有圖案的穿過小孔印刷硅片，因此得到了印刷好的圖案，然后進(jìn)行烘干，就可以進(jìn)行下一步；電場(chǎng)印刷原理同上。在絲網(wǎng)印刷過程中，一共要有3個(gè)印刷步驟：背電極印刷、背電場(chǎng)印刷、正電極印刷；這3個(gè)步驟直接都要進(jìn)行烘干。在印刷之前要確定網(wǎng)版的設(shè)計(jì)和漿料的選擇。圖2-1絲網(wǎng)印刷工藝圖2-2絲網(wǎng)印刷工藝流程我們現(xiàn)在所用的太陽(yáng)能電池，制備可以使用不同的原材料?？梢员贿x為太陽(yáng)能電池的材料有好多種，最常見的就是SI太陽(yáng)能電池，但是，III-V族有機(jī)化合物的太陽(yáng)能電池，其中的半導(dǎo)體分子具有直接的線性帶隙導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，并且都具有很高的電光吸收功率系數(shù)，因此，由有機(jī)化合物半導(dǎo)體構(gòu)成的新型太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換和利用效率都很高。當(dāng)前國(guó)際上太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)化效偏高的材料，他們大部分都出自III-V族的化合物，因?yàn)樗麄儞碛幸粋€(gè)非常重要且明顯的特點(diǎn)，就是他有很高的耐熱性、具有很強(qiáng)的抗輻射性。所以在航空航天方面有很大的發(fā)展。本文所研究的太陽(yáng)能電池就是上文中所提到的III-V電池材料。氮化鎵銦（InGaN）這種材料，他自己就獨(dú)有一種直接帶隙結(jié)構(gòu)，擁有很高的光吸收電子系數(shù)和不同電子之間遷移的速率。2002年的一項(xiàng)最新研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，氮化銦（In）的帶隙不是最初同意的1.9eV，實(shí)際上是約為0.7eV。這個(gè)問題的發(fā)現(xiàn)，意味著對(duì)于包含INxGa1-xN三元的化合物，通過連續(xù)改變其中元素In的組分含量，可以將它的帶隙從0.7ev（IN的一個(gè)帶隙）連續(xù)下降調(diào)節(jié)到3.4ev（GaN的一個(gè)帶隙）。氮化鎵銦材料是III-V族化合物中唯一一個(gè)可以吸收365Nm-1770Nm光，并且他幾乎可以與太陽(yáng)光的光譜幾乎完全重合。所以我們可以通過構(gòu)建不同層級(jí)的結(jié)構(gòu)，來提高電池的轉(zhuǎn)化效率。

3太陽(yáng)能電池的分類及其發(fā)展3.1硅基太陽(yáng)能電池按照太陽(yáng)能電池的發(fā)展順序，第一類太陽(yáng)能電池為硅基太陽(yáng)能電池，其往下又可以準(zhǔn)確細(xì)化為非晶硅太陽(yáng)能電池，單晶硅太陽(yáng)能電池和多晶硅太陽(yáng)能電池這三大類。單晶硅太陽(yáng)能電池本身的光電效率效果最好，它的效率在實(shí)驗(yàn)室中可以高達(dá)30%以上，即使是在大規(guī)模商業(yè)批量生產(chǎn)中，也可以實(shí)現(xiàn)驚人的26%以上。但是在如此高的光電轉(zhuǎn)換效率背后也存在一個(gè)嚴(yán)重的弊端，就是制作單晶硅太陽(yáng)能電池原料供給比較昂貴，高純度的單晶硅棒使得企業(yè)舉步維艱。因此，其現(xiàn)在除被一些特定的儀器需求外，很難被大規(guī)模生產(chǎn)出來。因此，在其發(fā)展之上，多晶硅太陽(yáng)能電池帶著使命出世了，多晶硅太陽(yáng)能電池有著不錯(cuò)的15%的效率，難能可貴的是它將單晶硅太陽(yáng)能電池成本大的弊端有效的降低了下來。正因如此，多晶硅太陽(yáng)電池得到了蓬勃的發(fā)展。能否實(shí)現(xiàn)電池大規(guī)模生產(chǎn)，以及是否能有效控制電池的成本，是太陽(yáng)能電池是否能有效成長(zhǎng)的一個(gè)性命攸關(guān)的問題，非晶硅太陽(yáng)能電池有效的實(shí)現(xiàn)了這一點(diǎn)。因?yàn)椋谱髌浞椒ù蠖鄶?shù)采用等離子增強(qiáng)型化學(xué)氣象沉積和低溫等離法這類方式制作，因此其與生俱來帶有成本易獲得的優(yōu)勢(shì)。但是參考太陽(yáng)能電池重要依據(jù)就是效率光電轉(zhuǎn)換效率和電池是否保持穩(wěn)定，非晶硅太陽(yáng)能電池目前在這兩方面依舊欠缺，如果這方面問題能夠得到妥善解決，非晶硅太陽(yáng)能電池定會(huì)脫穎而出。總的來看，這三種太陽(yáng)能電池是目前技術(shù)應(yīng)用相對(duì)廣泛和熟練的一種，也是在市場(chǎng)和商業(yè)應(yīng)用中擁有較大份額的一類。為太陽(yáng)能電池邁入商業(yè)化做出了卓越的貢獻(xiàn)，并為太陽(yáng)能電池性能的提高指明了方向。3.2化合物薄膜太陽(yáng)能電池第二類太陽(yáng)能電池為化合物薄膜太陽(yáng)能電池。在硅基太陽(yáng)能的不斷發(fā)展中，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，這類太陽(yáng)能電池成本雖然在不斷的降低，但總體任處于相對(duì)較高的位置。于是例如以碲化鎘、銅銦鎵硒化物為主的薄膜太陽(yáng)能電池誕生了。薄膜太陽(yáng)能電池有著充滿希望的研究未來，它的本身輕巧，制造成本低，并且憑借可彎曲型成為太陽(yáng)能電池中的寵兒。在出行的背包，居住的帳篷等商品上面應(yīng)用十分廣泛，是一種不可多得的優(yōu)秀材料。這類太陽(yáng)能電池在發(fā)展過程中相對(duì)有效的控制了成本，特別在材料節(jié)省和環(huán)境低溫方面有著極大的進(jìn)步，這樣的優(yōu)勢(shì)使得這一類太陽(yáng)能電池有著進(jìn)軍商業(yè)化的巨大潛力。但是在制備薄膜太陽(yáng)能電池的時(shí)候需要一些不易獲取的稀有元素，例如銦，硒等等。因此在制造的過程中難以精確把握化合物的組成成分，這就導(dǎo)致了這一類太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率無法達(dá)到令人滿意的效果。3.3新型太陽(yáng)能電池有四小類電池被稱為新型太陽(yáng)能電池，分別為有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池，染料敏化太陽(yáng)能電池，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池以及量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池。這類電池充分吸收了之前電池各種缺陷，并在其基礎(chǔ)上積極改進(jìn)，包括吸收了以上幾類電池原料相比而言不易獲取的問題。改進(jìn)后其原料獲取相對(duì)輕松，成本大幅度降低。吸收了非晶硅電池轉(zhuǎn)換效率不穩(wěn)定的情況，改進(jìn)后光電轉(zhuǎn)換效率較為穩(wěn)固，吸收了化合物薄膜太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率較為欠缺的問題，新型太陽(yáng)能電池效率比較高。4太陽(yáng)能電池的應(yīng)用前景分析4.1山地太陽(yáng)能光伏發(fā)電站的應(yīng)用隨著綠色能源建設(shè)和國(guó)家“碳中和”目標(biāo)的落實(shí)。占據(jù)電力供應(yīng)大頭的火力發(fā)電有被核能、風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源取代的趨勢(shì)。加上疫情后各國(guó)競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)明顯，太陽(yáng)能以其更強(qiáng)的地理適應(yīng)能力，更小的投入需求，更靈活的獨(dú)立組網(wǎng)能力，在多種新能源中脫穎而出，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行建設(shè)的發(fā)電站應(yīng)運(yùn)而生，其未來市場(chǎng)需求潛力巨大。我國(guó)大多數(shù)光伏電站建設(shè)在太陽(yáng)能資源較為豐富，地勢(shì)較為平坦的地區(qū)，但現(xiàn)在這一類區(qū)域的光伏電站的總量呈現(xiàn)出飽和的趨勢(shì)。而我國(guó)山地雖然地勢(shì)較為崎嶇，但其光照條件卻不比平原地區(qū)差。山地光伏電站將會(huì)是未來很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)光伏發(fā)電站的主要建設(shè)類型。筆者曾于2019年4月開始一直從事太陽(yáng)能光伏發(fā)電站的安裝調(diào)試工作。2019年4月-2019年12月參與云南巧家110kV光伏發(fā)電站的安裝調(diào)試工作，負(fù)責(zé)太陽(yáng)能光伏發(fā)電站高壓設(shè)備的試驗(yàn)，升壓站電氣調(diào)試工作，山地光伏發(fā)電站即表示建立在丘陵，山地等復(fù)雜地形條件下的一種利用太陽(yáng)光能、采用特殊材料諸如晶硅板、逆變器等電子元件組成的發(fā)電體系，與電網(wǎng)相連并向電網(wǎng)輸送電力的光伏發(fā)電系統(tǒng)。但在工作中發(fā)現(xiàn)，我國(guó)要加快探索于山地建立光伏電站技術(shù)的速度，投入更多的精力去解決山地施工存在的一系列問題。這是一個(gè)漫長(zhǎng)的歷程，相關(guān)人員需要有足夠的耐心與毅力去克服山地等復(fù)雜的施工環(huán)境不斷出現(xiàn)的新的問題。同樣這也是意味著我國(guó)的相關(guān)施工技術(shù)存在著較大的提升空間，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)此充滿信心。4.2太陽(yáng)能并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用太陽(yáng)能并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)為我國(guó)近年來常見的電力供應(yīng)設(shè)備，其在使用清潔能源的同時(shí)注重可持續(xù)發(fā)展，保障能源環(huán)境安全。在我國(guó)當(dāng)前的太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電產(chǎn)業(yè)中，電網(wǎng)系統(tǒng)重要分為集中式和分布式兩種。在我國(guó)城市屋頂?shù)姆植驾^為廣泛的是分布式的電網(wǎng)配置系統(tǒng)，形成了光伏建筑一體化。這種分布方式極大的減少了土地資源的使用，作為智能建筑的建設(shè)組成部分，也極大的滿足了當(dāng)前人們對(duì)智能化生活的需求。與此同時(shí)，在屋頂進(jìn)行光伏發(fā)電設(shè)備的安裝，其安裝方式和投資成本都較為靈活方便。集中式的分布電網(wǎng)配置系統(tǒng)大部分分布在戈壁等不利于人類生存的地方，方便企業(yè)進(jìn)行電力收集儲(chǔ)存，也較少了對(duì)人類使用土地資源的占據(jù)。一般集中式的光伏發(fā)電站都是由大型企業(yè)進(jìn)行修建，修建成本較高。從2012年11月開始，我國(guó)為了著力發(fā)展太陽(yáng)能光伏發(fā)電，制定了一系列電網(wǎng)新政策，為光伏行業(yè)的發(fā)展注入了新的活力。為了光伏發(fā)電行業(yè)的秩序穩(wěn)定，國(guó)家也開展了一系列配套政策運(yùn)行措施，為光伏企業(yè)的政策執(zhí)行力提升奠定了良好的基礎(chǔ)。筆者曾與2020年2月-2021年3月，參與貴州赫章龍場(chǎng)110kV光伏發(fā)電站工程，負(fù)責(zé)光伏發(fā)電單元的測(cè)試，記錄并編寫試驗(yàn)報(bào)告，以現(xiàn)階段太陽(yáng)能并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的安裝而言，工藝流程可分為如下階段：第一，在安裝現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)準(zhǔn)備，根據(jù)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)；第二，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行材料準(zhǔn)備，選擇對(duì)應(yīng)安裝地點(diǎn)；第三，開始安裝，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池板支架安裝、電池板安裝，并進(jìn)行連線；第四，在設(shè)備安裝完成后進(jìn)行布線，確保其能夠正常使用；第五，在系統(tǒng)安裝完成后進(jìn)行調(diào)試，確認(rèn)其能夠正常使用。在調(diào)試過程中，可根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整各類參數(shù)，保障其能夠滿足使用需求。4.3太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電施工技術(shù)的具體應(yīng)用施工準(zhǔn)備工作：在進(jìn)行光伏并網(wǎng)發(fā)電使用的過程中，需要提前做好施工的準(zhǔn)備工作。將準(zhǔn)備安裝設(shè)備的作業(yè)面進(jìn)行全面的清理，并在清理區(qū)預(yù)設(shè)后續(xù)施工中可能使用到的用電裝置。施工中工人的技術(shù)水平直接影響到后期電站的正常使用，因此在正式施工開始之前，將施工中所需要的技術(shù)手段以及施工設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行技術(shù)交底，保證整個(gè)施工團(tuán)隊(duì)可以準(zhǔn)確把握施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，保證整體施工的順利完成。放線定位工作：放線定位工作可以使用RTK或者是光學(xué)經(jīng)緯儀來進(jìn)行開展。在此期間，需要找準(zhǔn)電站的基準(zhǔn)點(diǎn)，在此基礎(chǔ)之上開展全方位的定位工作。在實(shí)際施工的過程中，往往因?yàn)榈匦我约捌渌A(chǔ)設(shè)施等原因會(huì)遇到障礙物影響定位工作的開展，因此還需要結(jié)合障礙物不斷的修正和調(diào)整位置。最終明確基礎(chǔ)縱向和橫向的鋼構(gòu)軸線位置，方便后期的鋼構(gòu)結(jié)構(gòu)的安裝。鋼構(gòu)件的焊接與安裝：鋼構(gòu)件的焊接強(qiáng)度和安裝完整度是整個(gè)光伏組件的基礎(chǔ)，是其在作業(yè)面是否穩(wěn)固的重要保障。此時(shí)在施工的過程中，需要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際施工情況現(xiàn)場(chǎng)明確鋼構(gòu)件的安裝。因此為了保證整體施工的可靠性，需要請(qǐng)專業(yè)的設(shè)計(jì)人員考察現(xiàn)場(chǎng)情況，設(shè)計(jì)出符合實(shí)際情況的設(shè)計(jì)圖紙。并由專業(yè)的施工團(tuán)隊(duì)復(fù)核圖紙的可靠性，提出有效的建議改進(jìn)設(shè)計(jì)圖紙，保證施工整個(gè)過程順利開展，減少返工情況。而鋼構(gòu)件焊接安裝的原材料需要使用兩家以上的大型專業(yè)企業(yè)使其形成行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，保證施工中所使用的鋼構(gòu)件滿足施工的要求。在焊接的過程中，需要提前將焊接技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行傳達(dá)，及時(shí)對(duì)焊接技術(shù)水平進(jìn)行全程監(jiān)控，保證焊接安裝的質(zhì)量水準(zhǔn)。電池板的選擇與安裝：鋼構(gòu)件安裝完畢驗(yàn)收合格，接下來就需要將太陽(yáng)能電池板合理的鋪設(shè)在鋼架支上。此過程包含電池板的驗(yàn)收、組裝、安裝調(diào)試、接線等。為了保證整體的安裝效果以及后期的使用效果，需要把握電池板驗(yàn)收時(shí)的質(zhì)量水準(zhǔn)。在組配安裝的過程中還需要加強(qiáng)安裝技術(shù)水平，保證整體電池板安裝符合工藝要求。電氣工程安裝：電氣工程安裝首先需要進(jìn)行電氣設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)檢查。需要確保運(yùn)轉(zhuǎn)不錯(cuò)位、不受損。其次電氣設(shè)備安裝確保根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，加強(qiáng)電氣設(shè)備安裝的防水工作。再次在進(jìn)行穿線管及橋架布置的過程中能夠保證線纜走向，對(duì)于架橋的連接也需要加強(qiáng)固定處理。最后是關(guān)于電纜與電線的鋪設(shè)，在鋪設(shè)的過程中保證整體鋪設(shè)的條理性，避免出現(xiàn)交叉錯(cuò)位的情況。并網(wǎng)調(diào)試工作：太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電站最后需要進(jìn)行的是并網(wǎng)調(diào)試工作，根據(jù)發(fā)電站的實(shí)際使用需求進(jìn)行并網(wǎng)調(diào)試，前期制定完善的表格，選用合適儀器完整記錄發(fā)電站的調(diào)試情況，保證電站的系統(tǒng)功能以及正常運(yùn)行都達(dá)到建站目標(biāo)。太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電站在需要長(zhǎng)期使用能夠的基礎(chǔ)之上，就需要在施工的過程中著重優(yōu)化電池儲(chǔ)備系統(tǒng)，在電池的選擇上盡量選取可以長(zhǎng)期儲(chǔ)存電量的電池?；蛘咭劳刑?yáng)能系統(tǒng)設(shè)置基礎(chǔ)電力設(shè)備，保證其在工作的過程中可以維持電能的常規(guī)使用需求，這樣就可以確保電站的長(zhǎng)久使用。4.4太陽(yáng)能電池應(yīng)用前景使用壽命長(zhǎng)，可靠性好，建設(shè)成本低，綠色環(huán)保，能夠獨(dú)立組網(wǎng)供電是太陽(yáng)能電池的優(yōu)點(diǎn)。較低的轉(zhuǎn)化效率作為太陽(yáng)能電池應(yīng)用領(lǐng)域的短板正逐漸凸顯。未來太陽(yáng)能電池的應(yīng)用主要方向是如何通過優(yōu)化太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)來提升太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)化效率。學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為p-i-n型SiGe太陽(yáng)能電池由于其良好的帶隙可調(diào)節(jié)性和內(nèi)建電場(chǎng)寬度。使其在提升太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率方面有著重要的意義。同時(shí)對(duì)其他材料的半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池研究可能具有一定的參考價(jià)值。此外，提升量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池性能也是未來太陽(yáng)能電池應(yīng)用的保障前提。量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池的構(gòu)成大致和染料敏化太陽(yáng)能電池相同，僅用量子點(diǎn)替換染料。在2001年第一界光伏結(jié)構(gòu)國(guó)際研討會(huì)上，M.Gr?tzel及其團(tuán)隊(duì)提出了量子點(diǎn)敏化二氧化硅的概念。于是，量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池開始被各國(guó)科學(xué)家們廣泛關(guān)注。伴隨著量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池的不斷發(fā)展，其光電轉(zhuǎn)換效率也越來越好，因此研究此課題的人數(shù)也不斷增加。這樣的良性循環(huán)使得量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池的發(fā)展十分迅速，從10年至18年短短8年間，光電轉(zhuǎn)換從開始的不足5%到后面的超過12%，并且作為量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能最核心的組成部分光陽(yáng)極近些年也在飛速的發(fā)展著，未來發(fā)展十分可觀。我國(guó)近些年在量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池方面也實(shí)現(xiàn)突破性進(jìn)展，華東理工大學(xué)鐘新華教授及其團(tuán)隊(duì)于2016年一舉突破了電池大規(guī)模產(chǎn)量化難以達(dá)到10%的瓶頸。僅僅一年后該課題組又嘗試改進(jìn)對(duì)電級(jí)，并獲得了巨大的成功，認(rèn)證效率達(dá)到了驚人的12.07，屬于世界頂尖水平。對(duì)此，個(gè)人認(rèn)為提升量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池性能措施以及未來發(fā)展方向如下：①降低電荷復(fù)合，升高其收集效率。具體步驟可以通過為注入的電子設(shè)計(jì)一個(gè)一個(gè)到達(dá)收集電極的專用通道，可以明顯提高其效率。②改善電極太陽(yáng)光利用率，提升電子注入效率。③對(duì)于氧化鋅粒子來說，在其他條件相當(dāng)情況下，由于其表面積不大，因此吸附效率不理想，轉(zhuǎn)換效率也會(huì)因此降低。如果能在保持其他條件不變條件下增大其面積，將會(huì)對(duì)效率的提升有很大的幫助。④新型半導(dǎo)體量子點(diǎn)的設(shè)計(jì)拓寬了吸收光譜區(qū)域，對(duì)表面的深入處理減少了復(fù)合，為其效率的提升提供了方向和挑戰(zhàn)。⑤量子點(diǎn)敏化電池的穩(wěn)定性應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)，應(yīng)該對(duì)聚合物電解質(zhì)的弱穿透能力和電子導(dǎo)電性加以改善。⑥對(duì)具有高電催化能力的對(duì)電極的進(jìn)一步研究也有望成為目前量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池的新的突破口。結(jié)論與展望本文對(duì)各類太陽(yáng)能電池的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)做出闡述，主要內(nèi)容如下：（1）闡述了太陽(yáng)能電池的發(fā)展過程、研究現(xiàn)狀、優(yōu)缺點(diǎn)及相關(guān)應(yīng)用前景，介紹了太陽(yáng)能電池在什么樣的背景下產(chǎn)生的以及太陽(yáng)能電池存在的意義。（2）從第一代太陽(yáng)能電池開始，直至現(xiàn)今的第三代太陽(yáng)能電池，把各代的太陽(yáng)能電池都一一地做出了總結(jié)性說明。隨著現(xiàn)代社會(huì)和科學(xué)信息技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，對(duì)生活的要求也越來越高；能源在推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中有著重的要作用，但隨著我國(guó)傳統(tǒng)能源的日益枯竭和對(duì)全球環(huán)境的嚴(yán)重污染。研究結(jié)果表明，太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的原理是利用半導(dǎo)體p-n結(jié)的光生伏特效應(yīng)，直接把光能轉(zhuǎn)化為電能，太陽(yáng)能發(fā)電產(chǎn)品具有輻射范圍廣、清潔性、分散度、間歇性等諸多優(yōu)點(diǎn)，成為是源源不斷可索求的能源。預(yù)計(jì)在2040年，可再生能源規(guī)模會(huì)達(dá)到50%以上，其中新能源太陽(yáng)能將達(dá)到20%以上，人類現(xiàn)在迫切需要尋找新型可再生能源以帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，大約本世紀(jì)末可再生能源規(guī)模會(huì)達(dá)到80%以上，其中新能源太陽(yáng)能將會(huì)達(dá)到60%以上，顯而易見，太陽(yáng)能動(dòng)力電池的未來發(fā)展前景非常廣闊。盡管目前效率低性能不穩(wěn)定是阻礙非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的主要障礙，然而優(yōu)化非晶硅薄膜電池的各種技術(shù)都還是切實(shí)可行的，隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池將會(huì)得到大規(guī)模化應(yīng)用。參考文獻(xiàn)中國(guó)光伏建筑一體化市場(chǎng)前景及投資研究報(bào)告[J].電器工業(yè),2022,(02):44-59.王海燕,王常春.高效的Ⅱ-Ⅵ族多結(jié)太陽(yáng)能電池的研究[J].大學(xué)物理實(shí)驗(yàn),2021,34(06):32-35.[3]劉芷諭,喬旭升,樊先平.太陽(yáng)能電池光譜轉(zhuǎn)換材料的研究進(jìn)展[J].激光與光電子學(xué)進(jìn)展,2021,58(15):122-137.王瑾,向成密,張媛媛.CH_3NH_3PbI_3太陽(yáng)能電池的制備及其光電性能研究[J].功能材料,2021,52(07):7105-7109+7118.胡鑫明,鐘春曉,李曉艷,賈雄,魏穎,解令海.環(huán)戊并二噻吩衍生物的合成及其應(yīng)用[J].化學(xué)學(xué)報(bào),2021,79(08):953-966.張振雲(yún).鈣鈦礦光伏電池的摻雜及界面調(diào)控研究[D].北京科技大學(xué),2021.楊麗,張金寶.鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中有機(jī)空穴傳輸材料摻雜方法研究進(jìn)展[J].科學(xué)通報(bào),2021,66(22):2793-2801.周家正,徐嘯,段碧雯,石將建,羅艷紅,吳會(huì)覺,李冬梅,孟慶波.銅鋅錫硫硒薄膜太陽(yáng)能電池一價(jià)金屬替位的研究進(jìn)展[J].化學(xué)學(xué)