1太阳电池发展简史

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太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史太阳能电池,也被称为光伏电池,是一种能够将太阳能转化为电能的装置。

它是可再生能源领域的重要组成部份,具有环保、可持续等优势,因此在能源领域备受关注。

本文将详细介绍太阳能电池的发展历史,从早期的发现到现代的应用。

1. 19世纪末的发现和初步研究(字数:200)太阳能电池的历史可以追溯到19世纪末。

1876年,美国物理学家威尔·鲁夫(Willoughby Smith)首次观察到了光照下硒元素电阻的变化。

此后,法国物理学家亨利·贝克勒尔(Henri Becquerel)在1893年发现了光照下的硒光电效应,即光照能够产生电流。

这些发现为太阳能电池的研究奠定了基础。

2. 20世纪初的光电效应研究(字数:300)20世纪初,爱因斯坦提出了光电效应理论,解释了光照下电子的释放和电流的产生。

这一理论为太阳能电池的进一步研究提供了理论基础。

随后,德国物理学家奥托·施特恩(Otto Stern)和威廉·赫尔岑(Wilhelm Hallwachs)等人对光电效应进行了深入研究,并提出了一些重要的实验结果和理论解释。

3. 第一代太阳能电池的诞生(字数:400)20世纪50年代,美国贝尔实验室的研究人员发明了第一代太阳能电池。

这种电池使用硅等半导体材料,通过光照将太阳能转化为电能。

1954年,贝尔实验室的德雷珀、查普曼和卡尔文等人成功创造出了效率达到6%的硅太阳能电池。

这一突破标志着太阳能电池的商业化应用迈出了重要的一步。

4. 第二代太阳能电池的发展(字数:400)第二代太阳能电池在20世纪80年代开始迅速发展。

这一代电池采用了多晶硅、单晶硅等新型材料,并引入了更先进的创造工艺。

这些改进使得太阳能电池的效率得到了显著提高,同时降低了成本。

此外,第二代太阳能电池还引入了薄膜太阳能电池、染料敏化太阳能电池等新技术,进一步拓宽了太阳能电池的应用领域。

5. 第三代太阳能电池的研究与应用(字数:400)第三代太阳能电池是指在第二代太阳能电池的基础上进一步提高效率和降低成本的新一代太阳能电池。

太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的设备,它在能源领域具有重要的意义。

本文将详细介绍太阳能电池的发展历史,包括关键的里程碑和技术发展。

1. 太阳能电池的起源太阳能电池的概念最早可以追溯到19世纪初。

1839年,法国科学家贝克勒尔发现了光电效应,即光线照射到某些材料上时会产生电流。

这个发现为太阳能电池的发展奠定了基础。

2. 第一代太阳能电池:硅基太阳能电池20世纪50年代,贝尔实验室的科学家们首次成功创造出可用的太阳能电池。

这种太阳能电池采用硅作为半导体材料,通过光照射到硅材料上产生电流。

硅基太阳能电池具有较高的效率和稳定性,成为当时主要的太阳能电池技术。

3. 第二代太阳能电池:薄膜太阳能电池20世纪70年代,科学家们开始研发新型的太阳能电池技术,以降低成本并提高效率。

薄膜太阳能电池应运而生,它采用较薄的材料作为光吸收层,如铜铟镓硒(CIGS)和铜铟镓硫(CIGS)。

这些材料具有较高的光吸收系数和较高的转换效率,同时可以通过卷绕和灵便的设计实现更广泛的应用。

4. 第三代太阳能电池:多结太阳能电池随着对太阳能电池技术的不断研究,人们开始寻求更高效率和更低成本的解决方案。

第三代太阳能电池的代表是多结太阳能电池,它采用多层结构,每一个层都能吸收不同波长的光线。

这样可以提高光电转换效率,并实现更广泛的光谱范围的吸收。

多结太阳能电池目前仍在研究和开辟阶段,但已经显示出巨大的潜力。

5. 未来发展趋势太阳能电池作为一种清洁、可再生的能源技术,具有广阔的应用前景。

随着技术的进步和成本的降低,太阳能电池的市场份额将不断增加。

未来的发展趋势包括提高效率、降低成本、增加可靠性和延长寿命。

同时,太阳能电池与其他能源技术的结合,如储能技术和智能电网,将进一步推动太阳能电池的发展。

总结:太阳能电池的发展历史经历了多个阶段,从硅基太阳能电池到薄膜太阳能电池,再到多结太阳能电池。

每一个阶段都有重要的技术突破和发展,推动太阳能电池的效率和可靠性不断提高。

太阳能电池的发展历史

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太阳能电池的发展历史太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置,它的发展历史可以追溯到19世纪初。

本文将详细介绍太阳能电池的发展历程,从早期的发现到现代的高效太阳能电池技术。

1. 太阳能电池的早期发现和研究太阳能电池的概念最早可以追溯到1839年,法国科学家贝克勒尔夫妇发现了光电效应。

他们发现,当光照射到某些物质表面时,会产生电流。

这一发现为后来太阳能电池的发展奠定了基础。

随后的几十年里,科学家们对光电效应进行了深入研究,并试图创造出能够将光能转化为电能的装置。

2. 第一代太阳能电池的诞生1883年,美国科学家查尔斯·弗里曼·布拉德福德成功创造出了第一台实用的太阳能电池。

他使用了硒元素,将其暴露在阳光下,通过光电效应将太阳能转化为电能。

这一发明标志着太阳能电池的诞生,也开启了太阳能电池的发展历程。

3. 太阳能电池的商业化应用20世纪初,太阳能电池开始在一些特定领域得到商业化应用。

例如,太阳能电池被用于给无线电设备供电,用于远程通信和电力传输。

此外,太阳能电池还广泛应用于一些偏远地区的电力供应,解决了电力不足的问题。

4. 太阳能电池的材料和技术改进随着科学技术的发展,太阳能电池的材料和技术也在不断改进。

20世纪50年代,硅材料开始被广泛应用于太阳能电池的创造中。

硅材料具有良好的光电转换效率和稳定性,使得太阳能电池的性能得到了显著提升。

此外,还浮现了多晶硅、单晶硅和非晶硅等新型材料,进一步提高了太阳能电池的效率。

5. 太阳能电池的效率提升随着技术的不断进步,太阳能电池的效率也在不断提升。

20世纪70年代,太阳能电池的效率已经达到了10%摆布。

而到了21世纪初,太阳能电池的效率已经提高到了20%以上。

这一进步使得太阳能电池在更广泛的应用领域中具备了可行性,例如太阳能发电站、太阳能汽车和太阳能充电设备等。

6. 太阳能电池的未来发展趋势目前,太阳能电池仍然面临一些挑战,例如成本高、效率低、材料稀缺等问题。

太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史太阳能电池是一种能够将太阳能转化为电能的装置。

它的发展历史可以追溯到19世纪初,经过了多个阶段的探索和改进,逐渐成为可靠的可再生能源技术。

1. 早期研究与发现太阳能电池的研究始于1839年,当时法国物理学家贝克勒尔发现了光电效应。

他发现,当光线照射到某些物质表面时,会产生电流。

这一发现为后来太阳能电池的发展奠定了基础。

2. 第一代太阳能电池20世纪初,美国发明家查尔斯·费德尔利在光电效应的基础上制造出了第一台实用的太阳能电池。

这种电池使用硒元素和金属电极,虽然效率较低,但标志着太阳能电池的诞生。

3. 硅基太阳能电池的发展在20世纪50年代,美国贝尔实验室的科学家们开始研究硅材料的光电转换性能。

他们发现,硅材料对光的吸收效果较好,并且可以转化为电能。

这一发现推动了硅基太阳能电池的发展。

1954年,贝尔实验室的德雷珀和基尔比两位科学家成功研制出了第一块高效率的硅太阳能电池。

这种电池的效率达到了6%,并且可以在宇宙航天器上使用。

这一突破标志着硅基太阳能电池的商业化应用开始。

4. 多晶硅太阳能电池的出现20世纪60年代,科学家们开始研究如何提高太阳能电池的效率。

他们发现,通过改变硅材料的结晶方式,可以获得更高效的太阳能电池。

于是,多晶硅太阳能电池应运而生。

多晶硅太阳能电池通过将多个晶体颗粒组合在一起制成电池片,提高了电池的效率。

这种电池的效率可以达到10%左右,成为当时最常用的太阳能电池技术。

5. 单晶硅太阳能电池的发展随着对太阳能电池效率的不断追求,科学家们开始研究如何制造更高效的太阳能电池。

他们发现,通过单晶硅材料制造太阳能电池可以获得更高的效率。

单晶硅太阳能电池采用单个晶体生长而成,具有更高的纯度和更均匀的结构。

这种电池的效率可以达到20%以上,成为目前商业化应用最广泛的太阳能电池技术。

6. 薄膜太阳能电池的发展为了降低太阳能电池的成本和提高生产效率,科学家们开始研究如何制造更薄、更轻、更灵活的太阳能电池。

太阳能电池的发展历史

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太阳能电池的发展历史引言概述:太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置,其发展历史可以追溯到19世纪末。

随着科技的进步和环境意识的增强,太阳能电池的研究和应用逐渐成为全球关注的焦点。

本文将从太阳能电池的起源开始,分别介绍其发展历程、技术突破、应用领域以及未来发展趋势。

一、太阳能电池的起源1.1 伏打效应的发现伏打效应是太阳能电池的基础,它于1839年被法国物理学家贝克勒尔首次观察到。

贝克勒尔发现,当将两个金属板放在电解质中,同时照射阳光时,会产生电流。

这一发现为太阳能电池的研究奠定了基础。

1.2 第一代太阳能电池的诞生在20世纪初,美国科学家查尔斯·菲茨杰拉德和沃尔顿·斯莫兰共同发明了第一代太阳能电池。

他们使用硒作为半导体材料,将其暴露在阳光下,通过伏打效应将光能转化为电能。

尽管效率较低,但这标志着太阳能电池的诞生。

1.3 太阳能电池的商业化应用随着科技的进步,太阳能电池的效率逐渐提高,并开始在实际应用中发挥作用。

20世纪50年代,太阳能电池开始用于人造卫星的电力供应,如美国先进通信卫星计划中使用的太阳能电池板。

这标志着太阳能电池的商业化应用进入了实质阶段。

二、太阳能电池的技术突破2.1 多晶硅太阳能电池的问世20世纪70年代,多晶硅太阳能电池的研发成功,大大提高了太阳能电池的效率。

多晶硅太阳能电池采用多晶硅片作为半导体材料,具有较高的光电转换效率和较低的制造成本,成为当时主流的太阳能电池技术。

2.2 薄膜太阳能电池的出现薄膜太阳能电池是指将薄膜材料作为光电转换层的太阳能电池。

20世纪80年代,美国科学家发明了第一种薄膜太阳能电池,采用了铜铟硒化物材料。

薄膜太阳能电池具有灵活性、轻薄便携等特点,为太阳能电池的应用提供了更多可能性。

2.3 高效率太阳能电池的研究近年来,科学家们致力于提高太阳能电池的转换效率。

研究人员通过改进材料结构、引入新的材料以及优化工艺等手段,不断提高太阳能电池的效率。

太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史太阳能电池作为一种能够将太阳光直接转化为电能的装置,具有清洁、可再生、无噪音等优点,被广泛应用于各个领域。

本文将从太阳能电池的起源、发展历程、技术进步以及未来发展方向等方面进行详细介绍。

一、起源太阳能电池的起源可以追溯到19世纪初。

1839年,法国物理学家贝克勒尔发现了光电效应,即当光照射到某些物质上时,会产生电流。

这一发现为太阳能电池的发展奠定了基础。

二、发展历程1. 第一代太阳能电池20世纪50年代,美国贝尔实验室的科学家们创造出了第一代太阳能电池,采用的是硅材料。

这种太阳能电池效率较低,成本较高,应用范围有限。

2. 第二代太阳能电池20世纪70年代,随着半导体技术的发展,太阳能电池进入了第二代。

新材料的应用使得太阳能电池的效率得到了提高,同时成本也有所降低。

此时,太阳能电池开始应用于航天、通信等领域。

3. 第三代太阳能电池21世纪初,太阳能电池进入了第三代。

第三代太阳能电池采用了新的材料和结构设计,如染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池、钙钛矿太阳能电池等。

这些新型太阳能电池在效率、稳定性、成本等方面都有了显著的提升。

三、技术进步1. 提高效率太阳能电池的效率是衡量其性能的重要指标。

随着技术的进步,太阳能电池的效率不断提高。

目前,高效率的太阳能电池已经达到了20%以上。

2. 降低成本太阳能电池的成本向来是制约其大规模应用的关键因素。

随着技术的进步和产业链的完善,太阳能电池的成本逐渐下降。

估计未来几年内,太阳能电池的成本将进一步降低。

3. 提高稳定性太阳能电池在使用过程中需要面对各种环境温和候条件,稳定性是其必须具备的特性。

近年来,科研人员通过改进材料和工艺,提高了太阳能电池的稳定性,使其能够在各种极端环境下正常工作。

四、未来发展方向1. 提高效率和稳定性未来的太阳能电池将继续提高效率和稳定性,以满足不同领域的需求。

新材料的研究和工艺的改进将为太阳能电池的性能提升提供更多可能。

太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史太阳能电池是一种能够将太阳光转化为电能的装置,它的发展历史可以追溯到19世纪。

以下是太阳能电池发展历史的详细描述。

1. 19世纪初期太阳能电池的诞生1839年,法国物理学家安东尼·贝克勒尔发现了光电效应,即光照射到某些物质上时会产生电流。

这一发现为太阳能电池的发展奠定了基础。

2. 20世纪初期的太阳能电池研究20世纪初,物理学家爱因斯坦对光电效应进行了深入研究,并提出了解释光电效应的理论。

这一理论的建立进一步推动了太阳能电池的研究。

3. 第一代太阳能电池的诞生1954年,美国贝尔实验室的科学家发明了第一代太阳能电池,采用了硅材料制成的PN结构。

这种太阳能电池的效率较低,但标志着太阳能电池的商业化应用的开始。

4. 太阳能电池的进一步发展在接下来的几十年里,太阳能电池经历了不断的改进和创新。

研究人员发现了更高效的材料,如多晶硅和单晶硅,并提出了新的电池结构,如薄膜太阳能电池和有机太阳能电池。

5. 太阳能电池的商业化应用随着太阳能电池技术的不断进步,太阳能电池开始在各个领域得到广泛应用。

太阳能电池板被安装在房屋屋顶上,用于发电;太阳能电池还被应用在航天器、卫星和无人机等领域,提供独立的电力供应。

6. 太阳能电池的效率提升近年来,太阳能电池的效率不断提升。

研究人员利用纳米技术、多结构设计和新型材料等手段,将太阳能电池的转换效率提高到了20%以上。

此外,太阳能电池的成本也在不断降低,推动了太阳能发电的普及和应用。

7. 太阳能电池的未来发展趋势太阳能电池作为一种清洁、可再生的能源技术,具有广阔的发展前景。

未来,太阳能电池有望进一步提高效率、降低成本,并与其他能源技术相结合,如储能技术和智能电网,实现可持续发展。

总结:太阳能电池的发展历史可以追溯到19世纪初期的光电效应发现。

经过多年的研究和创新,太阳能电池从第一代硅材料制成的PN结构发展到多晶硅、单晶硅、薄膜和有机太阳能电池等多种类型。

太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置,它已经成为可再生能源领域的重要组成部份。

本文将详细介绍太阳能电池的发展历史,从最早的发现到现代技术的发展。

1. 太阳能电池的发现(早期)太阳能电池的发展始于19世纪,最早的发现可以追溯到1839年。

法国物理学家贝克勒尔发现了光电效应,他发现当光线照射在某些金属上时,会产生电流。

这一发现奠定了太阳能电池的基础。

2. 半导体材料的应用(20世纪初)20世纪初,半导体材料的应用推动了太阳能电池的发展。

1904年,德国科学家霍尔斯特发现了硒的光电效应,进一步验证了贝克勒尔的研究。

随后,人们开始研究使用半导体材料创造太阳能电池。

3. 第一代太阳能电池(20世纪中叶)20世纪中叶,第一代太阳能电池问世。

1954年,美国贝尔实验室的科学家发明了第一块硅基太阳能电池。

这种电池利用硅材料的光电效应将太阳能转化为电能。

虽然效率较低,但标志着太阳能电池的商业化开始。

4. 太阳能电池的商业化应用(20世纪后期)20世纪后期,太阳能电池逐渐应用于实际生活和工业领域。

1970年代,随着对能源危机的关注,太阳能电池得到了更多的研究和发展。

在这个时期,太阳能电池的效率得到了提高,成本也逐渐降低,使得太阳能电池的商业化应用成为可能。

5. 太阳能电池的技术进步(21世纪)进入21世纪,太阳能电池的技术不断进步。

研究人员不断改进太阳能电池的材料和结构,以提高效率和稳定性。

新型材料如多晶硅、非晶硅、钙钛矿等被应用于太阳能电池的创造,大大提高了效率。

同时,太阳能电池的成本也在不断降低,使得太阳能电池系统更加可行和经济。

6. 太阳能电池的应用领域(现代)现代太阳能电池已经广泛应用于各个领域。

在家庭和商业领域,太阳能电池系统可以用于发电,为建造物提供电力。

在交通运输领域,太阳能电池被用于创造太阳能汽车和太阳能飞机等新能源交通工具。

此外,太阳能电池还被应用于航天、农业、军事等领域。

太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史引言概述:太阳能电池是一种能够将太阳光转化为电能的装置,是可再生能源中的重要组成部份。

随着科技的不断进步,太阳能电池的发展历史也经历了多个阶段,从最初的实验性质到如今的商业化应用,太阳能电池在能源领域的地位日益重要。

一、实验阶段(19世纪初-20世纪中叶)1.1 1839年,法国物理学家贝克勒耳首次发现光照下的电化学效应,奠定了太阳能电池的基础。

1.2 1883年,美国发明家查尔斯·福特·霍尔利创造出第一个实际可用的太阳能电池,这是太阳能电池发展的开端。

1.3 20世纪中叶,太阳能电池开始进入实验室和一些特定领域的应用,但效率低、成本高限制了其发展。

二、商业化阶段(20世纪后半叶至今)2.1 20世纪70年代,油价危机催生了对可再生能源的需求,太阳能电池逐渐受到重视。

2.2 20世纪80年代,太阳能电池的商业化应用开始扩大,用于一些特定领域如宇航技术和远程地区的电力供应。

2.3 21世纪以来,太阳能电池的技术不断创新,效率提高、成本下降,逐渐走向大规模商业应用。

三、技术突破(21世纪初至今)3.1 多晶硅太阳能电池的发展,提高了太阳能电池的效率和稳定性。

3.2 薄膜太阳能电池的浮现,使得太阳能电池更轻薄、灵便,适合于更多场景。

3.3 高效率太阳能电池技术的研究,如PERC、HJT等,进一步提升了太阳能电池的性能。

四、产业化应用(近年至今)4.1 太阳能电池在屋顶光伏、光伏电站等领域的广泛应用,成为清洁能源领域的主力之一。

4.2 太阳能电池的成本不断下降,使得太阳能发电成本逐渐接近传统能源,逐渐实现商业化竞争力。

4.3 太阳能电池的智能化应用,如与储能系统、智能逆变器等的结合,提高了太阳能电池的整体效益。

五、未来展望5.1 随着技术的不断进步,太阳能电池的效率将继续提高,成本将继续下降,太阳能发电将更加普及。

5.2 太阳能电池与能源储存技术的结合将成为未来发展的重要方向,解决太阳能发电的间歇性问题。

太阳能电池发展历程

太阳能电池发展历程

太阳能电池发展历程太阳能电池是利用光能直接转化为电能的装置,它是一种可再生能源,具有环保、可持续的优点。

太阳能电池的发展经历了以下几个阶段。

第一阶段:固态电池20世纪中叶,科学家开始开展太阳能电池的研究。

最初的太阳能电池采用了固态结构,使用了硒化铜等半导体材料。

然而,固态电池效率低下,成本高昂,限制了其应用范围。

第二阶段:硅太阳能电池20世纪60年代至70年代,硅太阳能电池逐渐成为主流。

这种电池利用硅材料制造PN结,将阳光直接转化为电能。

硅太阳能电池具有相对较高的转换效率,并且稳定性较好。

然而,硅太阳能电池制造成本高昂,且能效低下,限制了其大规模应用。

第三阶段:多晶硅太阳能电池为了提高硅太阳能电池的效率和降低成本,科学家们开始研究多晶硅太阳能电池。

多晶硅电池使用多晶硅材料制造PN结,形成大量晶界和缺陷,降低了制造成本。

此外,多晶硅太阳能电池的转换效率也有所提高。

第四阶段:薄膜太阳能电池为了进一步提高太阳能电池的效率和降低成本,科学家开始研究新型材料制造太阳能电池。

薄膜太阳能电池采用了非晶硅、铜铟镓硒等材料,将太阳光转化为电能。

相比于传统硅太阳能电池,薄膜太阳能电池具有更低的制造成本和更高的转换效率。

第五阶段:高效率太阳能电池近年来,科学家们致力于研究高效率的太阳能电池。

通过使用新型材料、改进电池结构和加密电池布局,高效率太阳能电池的效率得到了大幅提升。

这些新技术包括多结太阳能电池、量子点太阳能电池等,能实现更高的光能转化效率。

总结起来,太阳能电池经历了从固态电池到硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、薄膜太阳能电池,再到高效率太阳能电池的发展历程。

随着技术的不断进步,太阳能电池的转换效率逐渐提高,制造成本也在逐渐降低,未来太阳能电池有望成为主流能源之一。

太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的设备,它的发展历史可以追溯到19世纪初。

以下将详细介绍太阳能电池的发展历程。

1. 19世纪初:光电效应的发现太阳能电池的基础是光电效应,即光照射到某些物质表面时,会产生电流。

1839年,法国物理学家贝克勒尔首次发现了光电效应。

他发现,当光照射到金属板上时,会引起电流的流动。

这一发现为太阳能电池的发展奠定了基础。

2. 20世纪初:第一代太阳能电池的诞生1904年,美国科学家查尔斯·菲茨杰拉德和华伦斯·斯密斯发明了第一代太阳能电池。

他们使用硒作为光敏材料,将其暴露在阳光下,通过光电效应产生电流。

尽管这种太阳能电池转换效率很低,但它标志着太阳能电池的诞生。

3. 20世纪50年代:硅太阳能电池的发展20世纪50年代,美国贝尔实验室的研究人员发明了第一种硅太阳能电池。

他们将硅材料与其他材料结合,形成为了一种能够更高效地转换太阳能的太阳能电池。

这种硅太阳能电池的转换效率较高,成为当时最常用的太阳能电池。

4. 20世纪70年代:太阳能电池商业化20世纪70年代,由于能源危机的影响,人们对可再生能源的需求增加。

太阳能电池作为一种可再生能源的代表,开始被广泛应用。

太阳能电池的商业化生产也在这一时期开始。

美国、日本等国家的公司纷纷投入太阳能电池的研发和生产,太阳能电池的产量大幅增加。

5. 21世纪初:太阳能电池的技术突破21世纪初,太阳能电池的技术取得了重大突破。

研究人员开始探索新的太阳能电池材料和结构,以提高太阳能电池的转换效率。

其中,薄膜太阳能电池、多结太阳能电池等新型太阳能电池相继问世。

这些新型太阳能电池具有更高的转换效率和更低的创造成本,推动了太阳能电池产业的快速发展。

6. 当前和未来:太阳能电池的广泛应用如今,太阳能电池已经广泛应用于各个领域。

在家庭和商业建造中,太阳能电池用于发电,为电力需求提供可再生能源。

在交通运输领域,太阳能电池被用于汽车、飞机和船只等交通工具的动力系统。

太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史引言概述:太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的设备,它已经成为可再生能源领域的重要组成部分。

本文将介绍太阳能电池的发展历史,从最早的发现到现代的高效太阳能电池技术,以及未来的发展趋势。

一、早期太阳能电池的发现与研究1.1 世纪之交的发现- 1839年,法国科学家贝克勒尔发现了光电效应,开创了太阳能电池的研究领域。

- 1873年,英国物理学家威尔斯巴赫发现了硒的光电效应,为太阳能电池的实际应用奠定了基础。

1.2 早期太阳能电池的实验- 1883年,美国发明家查尔斯·福克斯建造了第一个可工作的太阳能电池原型。

- 20世纪初,美国物理学家亚尔伯特·爱因斯坦提出了光电效应的理论解释,推动了太阳能电池的研究。

1.3 早期太阳能电池的应用- 20世纪20年代,太阳能电池开始应用于远程无线电通信,用于供电。

- 20世纪50年代,太阳能电池被用于人造卫星和太空探索,成为航天技术的重要组成部分。

二、现代太阳能电池技术的发展2.1 硅太阳能电池的崛起- 1954年,贝尔实验室的科学家发明了第一块高效的硅太阳能电池。

- 20世纪60年代,硅太阳能电池开始商业化生产,应用于计算器、手表等小型电子设备。

2.2 多晶硅与单晶硅技术的突破- 20世纪70年代,多晶硅太阳能电池的制造工艺得到改进,提高了太阳能电池的效率。

- 20世纪80年代,单晶硅太阳能电池的制造工艺突破,进一步提高了太阳能电池的效率。

2.3 新型太阳能电池技术的涌现- 20世纪90年代,薄膜太阳能电池、有机太阳能电池等新型太阳能电池技术开始涌现。

- 当代,钙钛矿太阳能电池、染料敏化太阳能电池等新兴技术不断推动太阳能电池效率的提高。

三、太阳能电池的应用领域3.1 太阳能发电- 太阳能电池广泛应用于太阳能发电系统,为家庭和商业建筑提供清洁能源。

- 太阳能电池还被用于太阳能光伏电站,为城市和乡村的电网供电。

3.2 无线通信设备- 太阳能电池被广泛应用于远程无线通信设备,如无线电塔、遥控器等,为设备提供持续供电。

太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史太阳能电池是一种能够将太阳光转化为电能的装置,它在人类的能源利用和环境保护方面起着重要的作用。

本文将详细介绍太阳能电池的发展历史,从最早的实验到现代高效的太阳能电池技术。

1. 太阳能电池的起源太阳能电池的发展可以追溯到19世纪初。

1839年,法国物理学家贝克勒尔发现了光电效应,即光照射到某些物质上时,会产生电流。

这一发现为太阳能电池的发展奠定了基础。

2. 第一代太阳能电池:硒电池1876年,美国发明家威尔洛夫·史密斯创造了第一台太阳能电池,它使用了硒作为光敏材料。

这种硒电池虽然效率较低,但是为后来的太阳能电池技术奠定了基础。

3. 第二代太阳能电池:硅太阳能电池20世纪50年代,美国贝尔实验室的研究人员发明了第一台硅太阳能电池。

硅太阳能电池利用硅半导体材料的光电效应将太阳能转化为电能。

这种硅太阳能电池效率较高,成本相对较低,因此成为当时最主要的太阳能电池技术。

4. 第三代太阳能电池:多结太阳能电池20世纪80年代,研究人员开始尝试使用多结太阳能电池。

多结太阳能电池是在硅太阳能电池的基础上,通过在不同的材料之间形成多个结构层,提高了太阳能电池的效率。

这种多结太阳能电池在光吸收和电子传输方面具有更好的性能,因此能够提高太阳能电池的效率和稳定性。

5. 第四代太阳能电池:钙钛矿太阳能电池近年来,钙钛矿太阳能电池成为太阳能电池领域的热点研究方向。

钙钛矿太阳能电池利用钙钛矿材料的光电效应将太阳能转化为电能。

这种太阳能电池具有高效率、低成本和易制备等优点,被认为是未来太阳能电池技术的发展方向。

6. 太阳能电池的应用太阳能电池的应用范围越来越广泛。

在家庭居住方面,太阳能电池可以用于给家庭供电,减少对传统能源的依赖。

在交通运输方面,太阳能电池可以用于驱动电动汽车,减少汽车尾气的排放。

在航天领域,太阳能电池被广泛应用于卫星和空间站,为宇航员提供电力。

此外,太阳能电池还可以用于农业灌溉、水泵供水等领域。

太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置,它在过去几十年里经历了长足的发展。

本文将详细介绍太阳能电池的发展历史,从早期的发现和研究,到现代的高效、可持续的太阳能电池技术。

1. 太阳能电池的早期发展太阳能电池的概念最早可以追溯到19世纪初。

1839年,法国物理学家贝克勒尔首次发现了光电效应,即光照射到某些物质上时,会产生电流。

这一发现为太阳能电池的发展奠定了基础。

1860年,英国科学家威尔士首次使用硒元素制作了第一个光电池。

然而,这种光电池的效率非常低,无法实际应用。

2. 硅太阳能电池的问世20世纪50年代,美国贝尔实验室的科学家们开始研究利用硅材料制作太阳能电池。

1954年,贝尔实验室的D.M.查普曼和G.L.皮尔斯成功制造出第一块高效的硅太阳能电池。

这种电池的效率达到了6%,标志着硅太阳能电池的商业化应用迈出了重要的一步。

在接下来的几十年里,硅太阳能电池得到了进一步的改进和发展。

1960年代,NASA开始在航天器上使用太阳能电池,为太空探索提供了可靠的能源来源。

1970年代,随着能源危机的出现,太阳能电池开始进入民用市场,并被广泛应用于一些偏远地区的电力供应。

3. 多晶硅和单晶硅太阳能电池的发展随着对太阳能电池技术的不断研究,科学家们发现多晶硅和单晶硅材料可以提高太阳能电池的效率。

多晶硅太阳能电池由多个晶体粒子组成,制造成本相对较低,但效率较低。

而单晶硅太阳能电池由单个晶体粒子组成,制造成本较高,但效率更高。

1980年代,多晶硅太阳能电池成为主流技术,开始在大规模生产中应用。

然而,由于能源危机的缓解和太阳能电池成本的限制,太阳能电池的市场规模并没有得到快速扩大。

4. 新型太阳能电池技术的突破2000年以后,随着对可再生能源需求的增加和对碳排放的关注,太阳能电池技术迎来了新的突破。

研究人员开始探索新型太阳能电池技术,以提高效率、降低成本和改善可持续性。

其中,薄膜太阳能电池是一种新兴的技术。

太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史太阳能电池是一种能够将太阳能转化为电能的装置,被广泛应用于各种领域,包括太阳能发电、太阳能热水器等。

下面将详细介绍太阳能电池的发展历史。

1. 19世纪初:光电效应的发现太阳能电池的发展始于19世纪初,当时科学家发现了光电效应,即光照射到某些金属表面时,会产生电流。

这一发现为太阳能电池的原理奠定了基础。

2. 20世纪初:第一代太阳能电池的诞生在20世纪初,美国科学家查尔斯·菲里斯成功创造出第一台太阳能电池。

这种太阳能电池采用了半导体材料硒化铜作为光敏材料,效率较低,并且成本较高,限制了其商业化应用。

3. 20世纪50年代:硅太阳能电池的问世20世纪50年代,贝尔实验室的科学家们发现,硅材料对太阳光有较好的吸收和转化效果,于是研制出了第一代硅太阳能电池。

这种太阳能电池的效率较高,成本较低,开始逐渐应用于航天领域。

4. 20世纪70年代:第一次石油危机的推动20世纪70年代,第一次石油危机爆发,能源危机成为全球关注的焦点。

太阳能电池因其可再生、清洁的特点备受关注,各国政府开始大力投资太阳能电池的研发和应用。

5. 20世纪90年代:多晶硅太阳能电池的突破20世纪90年代,科学家们通过改进硅材料的制备工艺,成功研制出了多晶硅太阳能电池。

与传统的单晶硅太阳能电池相比,多晶硅太阳能电池的创造成本更低,效率也有所提高。

6. 21世纪初:薄膜太阳能电池的崛起21世纪初,薄膜太阳能电池成为太阳能电池领域的新兴技术。

薄膜太阳能电池采用了非晶硅、铜铟镓硒等材料,具有创造成本低、柔性化等优势,被广泛应用于建造一体化、便携式充电器等领域。

7. 当前:高效太阳能电池的研究与应用目前,科学家们正在不断研究和开辟高效太阳能电池技术。

其中,单晶硅太阳能电池、多结太阳能电池、钙钛矿太阳能电池等技术逐渐成熟并应用于实际生产中。

这些高效太阳能电池的问世,进一步推动了太阳能产业的发展。

总结:太阳能电池的发展历史经历了多个阶段,从最初的光电效应的发现到硅太阳能电池的问世,再到薄膜太阳能电池的崛起,每一次技术突破都推动了太阳能电池的应用领域扩大和效率提升。

太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置,它在现代能源领域具有重要的地位。

太阳能电池的发展历史可以追溯到19世纪初,经过了多个阶段的演进和改进。

本文将详细介绍太阳能电池的发展历史,并探讨其对可再生能源的重要性。

1. 早期研究(19世纪)太阳能电池的研究可以追溯到19世纪初的法国科学家贝克勒尔。

他于1839年发现了光电效应,即光线照射到某些材料上时会产生电流。

这一发现奠定了太阳能电池的理论基础。

随后的几十年里,科学家们对太阳能电池的研究进行了探索和实验。

1876年,美国发明家威尔拉德·莱昂·贝尔构建了第一台实用的太阳能电池,使用了硒作为半导体材料。

然而,由于技术限制和成本高昂,太阳能电池并没有得到广泛应用。

2. 半导体革命(20世纪)20世纪初,半导体技术的发展为太阳能电池的进一步研究和应用提供了新的机遇。

20世纪50年代,美国贝尔实验室的科学家们发现了硅材料的光电效应,这成为了后来太阳能电池的主要材料。

随着半导体技术的进一步发展,太阳能电池的效率逐渐提高。

20世纪60年代,美国国家航空航天局(NASA)开始在太空探测器上使用太阳能电池,这使得太阳能电池走向了商业化和实用化的道路。

3. 商业化应用(20世纪后半叶)20世纪70年代,随着对可再生能源的需求增加以及石油危机的爆发,太阳能电池的商业化应用开始迅速发展。

许多国家纷纷投入大量资金用于太阳能电池的研发和推广。

在商业化应用方面,太阳能电池主要用于远程地区的电力供应,如无人岛屿、山区村庄等。

此外,太阳能电池还广泛应用于航空航天、军事、通信等领域,为这些领域提供了可靠的电力来源。

4. 技术进步(21世纪)21世纪以来,太阳能电池的技术进步取得了显著的突破。

主要的技术进步包括:(1) 多晶硅太阳能电池:多晶硅太阳能电池是目前最常见的太阳能电池类型,其生产工艺相对成熟,成本相对较低。

(2) 单晶硅太阳能电池:单晶硅太阳能电池的效率较高,但生产工艺相对复杂,成本较高。

1-1 太阳电池简介

1-1 太阳电池简介

1975年 非晶硅太阳电池问世。 1975年 非晶硅太阳电池问世。 1980年 单晶硅太阳电池效率达20% 20%, 1980年 单晶硅太阳电池效率达20%,砷化镓电池 22.5%,多晶硅电池达14.5% 14.5%, 达22.5%,多晶硅电池达14.5%,硫化镉电池达 9.15%。 9.15%。 1998年 单晶硅光伏电池效率达25% 25%。 1998年 单晶硅光伏电池效率达25%。荷兰政府提 荷兰百万个太阳光伏屋顶计划” 2020年 出“荷兰百万个太阳光伏屋顶计划”,到2020年 完成。 完成。 自50年代研制成第一块实用的硅太阳电池、60 年代太阳电池进入空间应用、70年代进入了地面 应用,太阳能光电技术已历经了半个世纪。发展 到今天,世界太阳电池组件的年产量达200MW以上。
太阳电池简介
2008年 2008年1月
太阳电池(Solar Cells Solar Cells),也称为光 伏电池,是将太阳光辐射能直接转换为 电能的器件。由这种器件封装成太阳电 池组件,再按需要将一块以上的组件组 合成一定功率的太阳电池方阵,经与储 能装置、测量控制装置及直流--交流变 换装置等相配套,即构成太阳电池发电 系统,也称为之光伏发电系统。
Hale Waihona Puke 太阳电池的种类和特征晶体硅太阳电池结构
太阳光 表面电极 减反射膜
n p pn 结 背电极
光伏效应
太阳电池发电原理示意图
光伏效应
N型半导体和P型半导体接触形成PN结,PN结 内存在从N区指向区的内建电场。PN结受光照后, 半导体吸收光能产生带正电和负电的粒子(空穴 和电子),在内建电场作用下,电子(-)朝N型 半导体汇集,而空穴(+)则朝P型半导体汇集。 如果外电路处于开路状态,那么这些光生电子和 空穴积累在pn结附近,使p区获得附加正电荷,n 区获得附加负电荷,这样在pn结上产生一个光生 电动势。

太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史太阳能电池,也被称为光伏电池,是一种能够将太阳能转化为电能的装置。

它的发展历史可以追溯到19世纪初,经过了几个重要的里程碑式的发展阶段。

本文将详细介绍太阳能电池的发展历史。

1. 早期研究(19世纪初至20世纪中叶)太阳能电池的研究始于19世纪初,当时科学家开始尝试将太阳能转化为电能。

1839年,法国物理学家贝克勒尔发现了光电效应,这是太阳能电池研究的基础。

1883年,美国发明家查尔斯·福克斯在实验室中制造了第一块光电池,但效率很低,无法实际应用。

2. 硅太阳能电池的诞生(20世纪中叶)20世纪中叶,硅太阳能电池的诞生标志着太阳能电池的重要突破。

1954年,贝尔实验室的科学家发明了第一块高效的硅太阳能电池。

这种电池利用硅半导体材料,通过光电效应将太阳能转化为电能。

这一发明引起了广泛的关注,并在航天、电力等领域得到了应用。

3. 多晶硅太阳能电池的发展(20世纪后半叶)20世纪后半叶,科学家们继续改进太阳能电池的效率和成本。

传统的硅太阳能电池使用单晶硅材料制造,成本较高。

为了降低成本,研究人员开始使用多晶硅材料制造太阳能电池。

多晶硅太阳能电池的制造工艺更简单,成本更低,同时效率也有所提高。

这种电池逐渐成为主流,并在太阳能发电领域得到广泛应用。

4. 薄膜太阳能电池的兴起(21世纪初)21世纪初,薄膜太阳能电池的兴起引起了行业的关注。

薄膜太阳能电池采用柔性材料制造,具有轻薄灵活的特点,可以应用于各种形状和表面。

这种电池的制造成本更低,生产工艺更简单,但效率相对较低。

然而,随着技术的进步,薄膜太阳能电池的效率逐渐提高,有望成为未来太阳能电池的重要发展方向。

5. 第三代太阳能电池的探索(当前)当前,科学家们正在探索第三代太阳能电池的发展。

第三代太阳能电池主要关注于提高效率、降低成本和改善可持续性。

其中,有机太阳能电池、钙钛矿太阳能电池、量子点太阳能电池等技术被广泛研究。

这些新型太阳能电池材料和结构的应用有望进一步提高太阳能电池的效率和可靠性。

太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史太阳能电池是一种能够将太阳能转化为电能的装置。

它是人类利用太阳能进行能源转换的重要途径之一。

本文将详细介绍太阳能电池的发展历史,从早期的发现和实验开始,到现代太阳能电池的发展和应用。

1. 早期的太阳能电池实验太阳能电池的历史可以追溯到19世纪初。

1839年,法国物理学家安东尼·贝克雷尔发现了光电效应,即光照射到某些物质上时会产生电流。

这一发现为太阳能电池的研究奠定了基础。

接着,其他科学家也开始进行类似的实验,试图利用光电效应来产生电能。

2. 第一代太阳能电池的问世20世纪初,太阳能电池的研究取得了重要突破。

1904年,美国物理学家查尔斯·弗里曼·布拉德福德成功地创造出了第一块实用的太阳能电池。

他使用了硒作为光敏材料,并将其暴露在阳光下,通过光电效应将光能转化为电能。

这种太阳能电池虽然效率较低,但标志着太阳能电池技术的起步。

3. 太阳能电池技术的进一步发展在布拉德福德的研究基础上,太阳能电池的技术不断得到改进和发展。

20世纪30年代,德国科学家发现了硅的光电效应,开始使用硅材料创造太阳能电池。

这种以硅为基础的太阳能电池相对于布拉德福德的硒电池来说,效率更高,稳定性更好。

4. 现代太阳能电池的浮现20世纪50年代,太阳能电池的技术迈入了一个新的阶段。

贝尔实验室的科学家们发现,通过在硅中掺入其他元素,可以改善太阳能电池的效率和稳定性。

于是,他们研制出了第一块现代意义上的太阳能电池。

这种太阳能电池采用了PN结的结构,通过光照射到PN结上时产生的电子和空穴的运动来产生电流。

5. 太阳能电池的商业化应用自20世纪60年代以来,太阳能电池的商业化应用逐渐扩大。

首先是航天领域,太阳能电池被广泛应用于卫星和宇航器上,为它们提供可靠的电力来源。

随着技术的进步和成本的降低,太阳能电池开始在地面应用领域得到推广,如远程通信、电力供应、水泵等。

现在,太阳能电池已经成为可再生能源领域的重要组成部份。

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5、MIS电池——是肖特基(MS)电池的改型,即在金
属和半导体之间加入1.5nm-3.0nm绝缘层,使MS电池中 多子支配暗电流的情况得到抑制,而变成少子隧穿决 定暗电流,与pn结类似。
6、MINP电池——可以把这种电池看作是M1S电池和p一n结的 结合,其中氧化层对表面和晶界复合起抑制作用。这种电池对 后来的高效电池起到过渡作用。 7、聚光电池——聚光电他的特点是电池面积小,从而可以 降低成本,同时在高光强下可以提高电池开路电压,从而提高 转换效率,因此聚光电池一直受到重视。比较典型的聚光电池 是斯但福大学的点接触聚电池,其结构与非聚光点接触电池结 构相同,不同处是采用200Ω cm高阻n型材料并使电池厚度降低 到100-160um,使体内复合进一步降低。这种电池在140个太阳 下转换效率达到26.5%。
这一时期出现的新技术:
1、背表面电场(BSF)电池——在电他的背面接触区引 入同型重掺杂区,由于改进了接触区附近的收集性能而增加 电他的短路电流;背场的作用可以降低饱和电流,从而改善 开路电压,提高电池效率。 2、紫光电池——这种电池最早(1972)是为通信卫星 开发的。因其浅结(0.1一0.2µm)密栅(30/cm)、减 反射 (Ta2O5—短波透过好)而获得高效率。在一段时间里,浅结 被认为是高效的关键技术之一而被采用。 3、表面织构化电池——也称绒面电池,最早(1974)也 是为通讯卫星开发的。其AM0时电池效率η ≥15%,AMI时η >18%。这种技术后来被高效电他和工业化电池普遍采用。
第三个时期
1997年以后(2002年),受到日、德、美等西方 发达国家屋顶计划及政府补贴的刺激,世界光伏工 业的发展加速,平均年增长率达到36%,发电方式 也从离网应用发展到并网发电。 太阳电池商用组刊:商业大规模转化效率达到 15%--18%,为了能够早日实现更大规模的商业应 用,目前每瓦电池的安装成本目标控制在10~15 元以下。在不少领域和地区已经具有相当强的竞争 力。目前,大规模的太阳能电池产业已经初步形成。
通过转换装置把太阳辐射能转换成热能利 用的属于太阳能热利用技术。利用这种热能进 行发电的称为太阳能热发电,也属于原理使太阳的
辐射光通过半导体物质转变为电能的一种器件, 这种光电转换过程通常叫做“光生伏打效应”, 因此太阳能电池又称为“光伏电池” 。
开发和利用太阳能的优点:
为了使光伏发电能够替代相当一部分传统能源,使能 源结构发生重大的变化,成为二十一世纪最重要的基础能 源之一,还需要光伏工业和技术有20-30年持续的加速发 展.光伏界任重而道远.然而,只要不断引入新工艺,进 行深入的基础研究,这是可以实现的.日本、欧洲和英国 不同地区的市场开拓计划,增加了太阳电池的市场需求, 光伏将长期保持高速度增长,即便目前由于经济环境的影 响,暂时有些波动,也不会改变这一长期发展趋 势.RoyalDutch/Shell认为,未来儿十年,将迎来可再 生能源的高速增长.
4、异质结太阳电池——即不同半导体材料在一起形 成的太阳电池,SnO/Si,In20/Si,(1n203十SnO2/
Si电池等。由于SnO2、In2O3、(In2O3+SnO2)等带隙
宽,透光性好,制作电池工艺简单,曾引起许多研究 者的兴趣。目前因效率不高等问题研究者已不多,但 SnO2、In2O3、(1n2O3+SnO2)是许多薄膜电他的重要 构成部分,作收集电流和窗口材料用。
时由于排放大量的温室气体而产生温室效应,
引起全 球气候变化。这一问题已提到全球的
议事日程,其影响甚至已超过了对环境的污染,
有关国际组织已召开多次会议,限制各国CO2
等温室气体的排放量
为了应对这种局面,人们开始在新能源领
域投入大量的人力、物力,这些领域包括:太 阳能、风能、核能、生物能等。 太阳能是各种非可再生能源中要的基本能 源,生物质能、煤、石油、天然气等都直接或 者间接与太阳能有关。 太阳能作为可再生能源的一种,则是指太 阳能的直接转化和利用。
日本 SANYO SOLAR ART
——住宅设计
二、中国太阳能电池的发展
国内政策法律支持
《中华人民共和国可再生能源法》 “十一五”规划中明确提出,要加快 发展风能、太阳能、生物质能等可再生能

《可再生能源中长期发展规划》 《中国的能源状况与政策》白皮书
一、孕育期
上世纪80 年代中期以前,除了空间太阳电池由专门 科研机构研制和生产外,武汉、宁波、昆明、西宁、成都 等地的一些民用半导体器件厂利用废次单晶硅片和p-n 结 二极管工艺制作地面用太阳电池,开始了我国地面光伏产
4.0
《量子国际》
太阳能电池典型结构
光伏建筑一体化(BIPV)
太阳能光伏系统和建筑的完美结合体现了可持 续发展的理想范例,国际社会十分重视。



①具有高技术、无污和自供电的特点,能够强化建筑 物的美感和建筑质量 ②光伏部件是建筑物总构成的一部分,除了发电功能 外,还是建筑物耐厚的外部蒙皮,具有多功能和可持 续发展的特征; ③分布型的太阳辐射和分布型建筑物互相匹配; ④建筑物的外壳能为光伏系统提供足够的面积;⑤不 需要额外的昂贵占地面积,省去了光伏系统的支撑结 构,省去了输电费用。
从世界范围内来看,太阳 能电池发展主要经历了三 个时期:
第一个时期
1954年美国贝尔实验室开发出效率为6%的 单晶硅电池---现代硅太阳能电池时代从此开始。 纽约时报把这一突破性的成果称为“ 最 终导致
使无限阳光为人类文明服务的一个新时代的开 始。” --现代太阳电池的先驱。 由于航天器上的电源要求重量轻,寿命长,使 用方便,能承受各种冲击、振动的影响,而太阳 能电池则完全满足这种要求,所以太阳能电池首 先在航天器上得到应用。
全球太阳能电池/组件产量展望(GW)
25 20.5
发 展 因 素
全球变暖的威胁加大 一次性能源枯竭及能源需求日益增长
20
15.1 15 10.2 10 6.1 5 0
2007年 2008年 2009年 2010年 2011年
《京都议定书》及各国政府立法大力
推进可再生能源的发展 可再生能源生产成本下降,成本趋近 传统能源
这个时期技术上的主要特征是把表面钝化技术、降 低接触复合效应、后处理提高载流子寿命、改进陷光效 应引入到电池的制造工艺中。大幅度的提升了电池的转 化效率,将电池的制造成本控制到了一个相对能够接受 的程度。 2002年8月Mr.HarryShimp(BPSolar总裁)宣称: 世界最终将走向可再生能源。在20-25年后液态碳氢化合 物的储量开始下降。我们现在正处于这样的一段时间窗 口,从传统能源转变到可再生能源。
太阳能电池发展简史
目录
一、世界太阳能电池发展简史 二、中国太阳能电池发展简史 三、我国太阳能电池的研发和水平
一 世界太阳能电池 发展简史
目前世界上大量使用化石能源带来一系列的问题:
1、能源短缺 由于常规能源的有限性和分布的不均匀性, 造成了世界上大部分国家能源供应不足,不能满 足其经济发展的需要。从长远来看,全球已探明 的石油储量只能用到2020年,天然气也只能 延续 到2040年左右,即使储量丰富的煤炭资源也只能 维持二三百年。因此,如不尽早设法解决化石能 源的替代能源,人类迟早将面临化石燃料枯竭的 危机局面。
1958年,美国的“先锋一号”人造卫星就是 用了太阳能电池作为电源,成为世界上第一个用 太阳能供电的卫星,空间电源的需求使太阳电池 作为尖端技术,身价百倍。 随后20多年里,硅太阳电池在空间应用不断 扩大,工艺不断改进,电池设计逐步定型。 这一时期世界光伏发电累积装机容量只有 30MW左右,主要用于无电网地区和特殊场合作为 独立电源系统,这是太阳能电池发展的第一个时 期。由于当时太阳电池造价昂贵,发展受到了限 制。
2、环境污染
当前,由于燃烧煤、石油等化石燃料,每
年有数十万吨硫等有害物质抛向天空,使大气 环境遭到严重污染,直接影响居民的身体健康 和生活质量;局部地区形成酸雨,严重污染水 土。这些问题最终将迫使人们改变能源结构, 依靠利用太阳能等可再生洁净能源来解决。
3.温室效应 化石能源的利用不仅造成环境污染,同
第二个时期
从80初期到90年代末期,由于能源危机的 加剧,在世界各国大规模国家光伏发展计划的
推动下,世界光伏工业平均年增长率达到13%。
这一时期,背表面场、细栅金属化、浅结
表面扩散、表面织构化等技术逐步引入到太阳 能电池的加工制造当中,使得太阳电池转换效 率有了较大提高,并在地面得到广泛应用。到 70年代末地面用太阳电池产量已经超过空间电 池产量,并促使成本不断降低。
1978年 美国建成100kWp太阳地面光伏电站。 1980年 单晶硅太阳电池效率达20%,砷化镓电池达 2.5%,多晶硅电池达14.5%,硫化镉电池达9.15% 1983年 美国建成1MWp光伏电站;冶金硅(外延)电池 效率达11.8%。 1986年 美国建成6.5MWp光伏电站。 1990年 德国提出“2000个光伏屋顶计划”,每个家庭的屋 顶装3~5kWp光伏电池。 1995年 高效聚光砷化镓太阳电池效率达32%。 1997年 美国提出“克林顿总统百万太阳能屋顶计划”,在 1997年 日本“新阳光计划”提出到2010年生产43亿Wp光 伏电池。 1997年 欧洲联盟计划到2010年生产37亿Wp光伏电 1998年 单晶硅光伏电池效率达25%。
太阳能电池按材料区分:有单晶硅电池、多 晶硅、微晶硅、化合物半导体和有机半导体等。
然而目前仍以晶硅电池为主导,因为硅是地球上 储量第二大元素,作为半导体材料,人们对它研 究得最多、技术最成熟,而且晶硅性能稳定、无 毒,因此成为太阳电池研究开发、生产和应用中 的主体材料。
光伏产业发展保持稳定的增长率
1955年 1957年 1959年 1960年 1969年 1972年 1972年 1973年 1974年 1975年 1976年
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