太阳能电池材料的研究进展..
新能源材料及其应用研究进展
新能源材料及其应用研究进展随着能源和环境问题的日益突出，大众开始关注新能源材料的研究和应用。
新能源材料不仅能够满足人们的能源需求，同时能够保护环境和节省能源。
本文将重点介绍新能源材料及其应用研究进展。
一、太阳能电池材料太阳能电池是一种典型的新能源材料，它利用太阳能转换为电能。
太阳能电池材料的研究非常活跃，目前主要研究方向包括硅基太阳能电池、钙钛矿太阳能电池、有机太阳能电池和量子点太阳能电池。
其中，钙钛矿太阳能电池是研究的热点之一。
钙钛矿太阳能电池具有高效、稳定、廉价等优点，在低光强条件下也能够产生高电流。
但是，钙钛矿太阳能电池还存在着光热稳定性较差、含铅、含脆性等问题。
研究者们正在努力解决这些问题，提高钙钛矿太阳能电池的稳定性和可靠性。
二、电池材料电池是储存和释放能量的设备，随着电子产品的普及，对电池的需求也越来越大。
传统电池材料主要包括铅酸、镍氢、锂离子等。
而目前，研究者们正在研究新型电池材料，例如钠离子电池、锌空气电池、草酸锂电池等。
这些电池材料具有能源密度高、效率高、环境友好等优点。
然而，这些新型电池材料的研究还面临着电化学反应机理不清晰、热稳定性不佳等问题。
因此，需要更多的研究来解决这些问题，推广和应用这些新型电池材料。
三、光催化材料光催化材料是一种利用光能催化产生化学反应的材料。
它被广泛应用于空气净化、水处理、二氧化碳还原等领域中。
光催化材料的研究正在不断地发展，常见的光催化材料包括钛酸盐、氧化锌、氧化铟等。
但是，这些光催化材料的光吸收能力较差，光催化活性较低。
因此，研究者们在材料设计和制备方面进行了大量的研究，例如结构优化、复合材料等。
这些新型光催化材料已经显示出了更高的光吸收和催化活性。
四、燃料电池材料燃料电池是一种将氢气和氧气催化生成电能的设备。
燃料电池材料的研究已经取得了很大的进展，主要包括聚合物电解质燃料电池、固体氧化物燃料电池、直接甲醇燃料电池等。
这些燃料电池材料具有能源密度高、效率高、环保等优点。
钙钛矿太阳能电池研究进展
钙钛矿太阳能电池研究进展一、本文概述随着全球对可再生能源需求的日益增长，钙钛矿太阳能电池作为一种新兴的光伏技术，近年来受到了广泛关注。
钙钛矿材料因其独特的光电性质和可调带隙结构，在太阳能电池领域展现出了巨大的应用潜力。
本文旨在全面综述钙钛矿太阳能电池的研究进展，从材料设计、电池结构、制备工艺到性能优化等方面进行深入探讨。
我们将首先回顾钙钛矿太阳能电池的发展历程，然后重点介绍其基本原理、关键材料和最新研究成果。
本文还将讨论钙钛矿太阳能电池当前面临的挑战，如稳定性、可重复性和大面积制备等问题，并展望未来的发展方向。
通过本文的综述，我们期望能为读者提供一个全面而深入的了解钙钛矿太阳能电池的研究进展和前景的视角。
二、钙钛矿太阳能电池的发展历程钙钛矿太阳能电池的发展历程可以追溯到21世纪初。
在2009年，日本科学家Miyasaka首次将钙钛矿材料应用于染料敏化太阳能电池中，实现了约8%的光电转换效率，这一开创性的研究为钙钛矿太阳能电池的发展奠定了基础。
然而，初期的钙钛矿太阳能电池效率较低，稳定性差，难以应用于实际生产中。
随后，科研人员通过不断改进材料组成、优化电池结构、提高制备工艺等方法，逐步提高了钙钛矿太阳能电池的光电转换效率和稳定性。
2012年，韩国科学家Park和Grätzel等人成功制备出了光电转换效率超过9%的钙钛矿太阳能电池，这一突破性的成果引起了全球科研人员的广泛关注。
进入21世纪10年代后期，钙钛矿太阳能电池的研究进入了快速发展阶段。
科研人员通过深入研究钙钛矿材料的物理化学性质、界面工程、载流子传输机制等方面，不断优化电池性能。
随着制备技术的不断进步，钙钛矿太阳能电池的尺寸逐渐增大，从最初的微米级发展到厘米级，甚至更大面积的柔性电池，使得钙钛矿太阳能电池在商业化应用中展现出巨大的潜力。
目前，钙钛矿太阳能电池的最高光电转换效率已经超过25%，并且在大面积模块制备、稳定性提升等方面也取得了显著进展。
太阳能电池用硅材料的研究现状与发展趋势
太阳能电池用硅材料的研究现状与发展趋势一、本文概述随着全球能源结构的转型和环保意识的日益增强，可再生能源的开发和利用已经成为当今世界的重要议题。
其中，太阳能作为一种清洁、无污染、可持续的能源形式，受到了广泛关注。
太阳能电池作为将太阳能转化为电能的关键设备，其性能与材料的选择密切相关。
硅材料因其优异的半导体性能、丰富的储量以及相对成熟的生产工艺，成为了太阳能电池的主流材料。
本文旨在探讨硅材料在太阳能电池领域的研究现状，分析其在不同应用场景下的性能特点，并展望其未来的发展趋势。
本文将对硅材料的基本性质进行介绍，包括其晶体结构、电子特性以及光学性质等，为后续的研究提供理论基础。
我们将详细分析当前硅材料在太阳能电池中的应用现状，包括不同类型的硅太阳能电池（如单晶硅、多晶硅、非晶硅等）的优缺点、制造工艺以及光电转换效率等方面的内容。
我们还将探讨硅材料在柔性太阳能电池、异质结太阳能电池等新型电池技术中的应用前景。
在此基础上，本文将深入探讨硅材料研究的最新进展，包括纳米硅材料、硅基复合材料以及表面改性技术等新型硅材料的开发与应用。
这些新技术和新材料的出现，为硅太阳能电池的性能提升和成本降低提供了新的可能性。
我们将对硅材料在太阳能电池领域的发展趋势进行展望，探讨未来硅材料研究的方向和重点，以期为推动太阳能电池的持续发展和广泛应用提供参考。
二、硅材料的性质及其在太阳能电池中的应用硅是一种半导体材料，具有独特的电子结构，使其成为太阳能电池的理想选择。
硅的禁带宽度适中（约为1电子伏特），可以吸收可见光及近红外光区的太阳光，使其具有较高的光电转换效率。
硅材料还具有丰富的储量、良好的稳定性和相对较低的成本，这些因素使得硅成为商业化太阳能电池中最广泛使用的材料。
硅材料主要分为单晶硅、多晶硅和非晶硅三种类型。
单晶硅具有最高的光电转换效率，但成本也相对较高；多晶硅成本较低，效率略低于单晶硅；非晶硅则以其低廉的成本和易于大规模生产的特性而受到关注，但其光电转换效率相对较低。
有机太阳能电池材料研究进展
Ｓ ｕ ｏ ｒ ｓ ｆＯ ｒ ａ ｉ ｌ ｒ ＣｅｌＭ ａ ｅ ｉｌ ｔ ｄｙ Ｐｒ ｇ ｅ ｓ ｏ ｇ ｎ ｃ Ｓｏａ ｌ ｔ ｒａｓ
要 存 在 载 流 子 迁 移 率 较 低 和 器 件 稳 定 性 差 等 问 题 。鉴 于 此 ， 科 研工作者正在通 过建设 理论 模型 、 计新材 料 和优化 器件 等手 设 段 弥 补 Ｏ Ｃ 的 不 足 ｊ Ｓｓ 。
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第４ ０卷第 ７期
２１ ０ ２年 ４月
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Ａ ｒ．０ ２ ｐｉ ２ １ ｌ
有 机 太 阳 能 电池 材 料 研 究 进 展
蔡东东 ，朱德钦
（ 建 师范 大 学化 学与材料 学院 ，福 建 福 福州 ３００ ） ５０ ７
摘 要 ： 对有机太阳能电池（ ｒ ｎ ｏ ｒ ｅｓ Ｏ Ｃ ） Ｏｇ ｉＳｌ ｌ， Ｓ ｓ的研究背景、 ａ ｃ ａＣ ｌ 基本结构与原理进行了简单介绍。主要针对具有代表性的
Ｏ Ｃ 材料做 了系统综述 ， Ｓｓ 并对该领域 的发展进行 了展望。
关键 词 ： 有机太阳能电池； 本体异质结 ； 能量转换效率
于太 阳能电池直 接吸收光将太 阳能转换成 电能 ， 环境 污染小 ， 对 备受人们 的青 睐 Ｊ 。美 国贝尔实 验室于 １５ ９ ４年制 造了世界上
首个硅基无机太 阳能电池 ， 为能源的清 洁利用开创 了新篇 章 。 然而 ， 机太阳能 电池存在成本 高 、 无 能耗 大 、 加工难 等 问题 ， 一定 程度上 限制 了其 大规 模应 用 。近 十年来 ， 机半 导体 材 料作 为 有 类极具前 景的光伏 材料 ， 引起 了研究 人员 的高 度重 视 。一 方 面 ， 机半 导体材料成本较低 、 有 结构 和功能易 于调控 ； 另一 方 面，
钙钛矿太阳能电池中电子传输材料的研究进展
钙钛矿太阳能电池中电子传输材料的研究进展一、本文概述随着全球对可再生能源需求的日益增长，太阳能电池作为将太阳能直接转换为电能的装置，受到了广泛关注。
在众多太阳能电池技术中，钙钛矿太阳能电池因其高光电转换效率、低成本和易于制备等优点，成为近年来研究的热点。
钙钛矿太阳能电池中的电子传输材料在提升电池性能方面发挥着至关重要的作用。
本文旨在全面概述钙钛矿太阳能电池中电子传输材料的研究进展，包括材料类型、性能优化、工作机制以及面临的挑战和未来的发展趋势。
通过对电子传输材料的深入研究，我们可以更好地理解钙钛矿太阳能电池的工作原理，从而推动其光电转换效率的提升，为太阳能电池的商业化应用提供有力支持。
二、钙钛矿太阳能电池中电子传输材料的分类与特点钙钛矿太阳能电池中的电子传输材料是提升电池性能的关键要素之一。
这些材料的主要功能是在太阳光照射下，有效地收集和传输光生电子，以提高电池的光电转换效率。
根据材料的性质和应用方式，电子传输材料可以分为以下几类，并各具特点。
金属氧化物：金属氧化物如二氧化钛（TiO2）和氧化锌（ZnO）等，是常见的电子传输材料。
它们具有良好的电子迁移率和稳定性，能够有效地传输电子并阻挡空穴。
金属氧化物还可以通过表面修饰和纳米结构设计等方法进一步优化其电子传输性能。
有机聚合物：有机聚合物如聚3,4-乙二氧基噻吩（PEDOT:PSS）等，也广泛应用于钙钛矿太阳能电池中。
这类材料具有良好的导电性和可加工性，能够与钙钛矿层形成良好的界面接触。
然而，有机聚合物的稳定性较差，容易受到光照和湿度等环境因素的影响。
碳基材料：碳基材料如碳纳米管（CNTs）和石墨烯等，具有优异的导电性和稳定性，是近年来备受关注的电子传输材料。
它们能够有效地提高钙钛矿太阳能电池的光电转换效率，并且具有良好的应用前景。
复合材料：复合材料是将两种或多种材料结合在一起形成的新型材料。
通过合理的设计和优化，复合材料可以综合各种材料的优点，进一步提高钙钛矿太阳能电池的性能。
太阳能电池的研究进展
太阳能电池的研究进展太阳能电池是一种将太阳能直接转化为电能的光伏发电装置。
它以太阳能为能源，不产生二氧化碳等有害物质，不污染环境，具有高效、可靠、可再生等优点，因此被广泛应用于太阳能发电、宇宙航天、电子产品等领域。
近年来，太阳能电池的研究进展有以下几个方面：1. 提高太阳能转换效率太阳能电池转换效率是衡量其性能的重要指标，一直是科学家们研究太阳能电池的重要方向。
近年来，通过改进太阳能电池的结构、材料及工艺等方法，不断提高太阳能电池的转换效率。
比如，第三代太阳能电池（DSSC）采用锗、锗硒合金等新型材料，有效提高了光电转换效率；钙钛矿太阳能电池的研究也在不断提高运用效率，如2019年4月中山大学研究团队报道的钙钛矿太阳能电池实现了21.4%的转换效率，创造了新的世界纪录。
2. 开发新型材料太阳能电池的性能与材料密切相关，科学家们不断开发新型太阳能电池材料。
锗、钒氧化物、钙钛矿、有机物等材料都被应用于太阳能电池的研究中。
近年来，钙钛矿太阳能电池受到了广泛关注，因其具有较高的转换效率、优异的光吸收性能和材料丰富性等优点，这也促进了钙钛矿太阳能电池的发展。
目前，已有一些大规模应用的企业开始推广使用钙钛矿太阳能电池。
3. 制备低成本且高效率太阳能电池目前，太阳能电池的制备成本较高，主要集中在材料、工艺和设备等方面。
科学家近年来致力于研究低成本的太阳能电池材料和制备工艺，例如由有机半导体材料制造的薄膜太阳能电池，价格低廉、重量轻，可以实现柔性化制备；太阳能电池的制造工艺采用印刷、溶液法等技术也在不断提高，这使制造成本有望降低。
比如，德国汉堡大学的科学家们近期成功制造了一种采用印刷技术制备的钙钛矿太阳能电池，该太阳能电池仅用了2美分左右的成本，低成本高效率是其最大的特点。
总之，太阳能电池在能源领域的应用有着广阔的前景，科学家们的不断研究和创新促使太阳能电池的性能得到不断提高，制造成本逐渐降低，助力于实现可持续发展和环境友好。
太阳能电池的研究现状及发展前景
太阳能电池的研究现状及发展前景太阳能电池是一种将太阳光能直接转化为电能的器件。
它是现代清洁能源领域中备受瞩目的技术之一。
随着对环境污染和非可再生能源的担忧日益增加，太阳能电池作为一种可持续发展和环保的选择，正变得越来越热门。
本文将介绍太阳能电池的研究现状及发展前景。
一、太阳能电池的研究现状太阳能电池是利用半导体材料制成的电池，其工作原理是将光子能量转化为电子能量。
现在最常用的太阳能电池是硅基太阳能电池。
硅基太阳能电池已发展了几十年，其效率已经逐渐接近极限。
然而，硅基太阳能电池的成本仍然比较高，对大规模应用来说仍然不够经济实惠。
为了降低成本同时提高太阳能电池的效率，研究人员正在寻找替代性材料。
一些新兴材料被广泛研究，如钙钛矿、有机太阳能电池和复合太阳能电池等。
其中，钙钛矿太阳能电池由于其高效率和低成本而备受关注。
与硅基太阳能电池相比，钙钛矿太阳能电池不但具有更高效率，而且材料成本也更便宜。
因此，钙钛矿太阳能电池被认为是一种有望在未来大规模应用的技术。
二、太阳能电池的发展前景随着对环境污染和非可再生能源的担忧日益增加，太阳能电池作为一种可持续发展和环保的选择越来越受到重视。
据国际能源机构预测，到2030年，太阳能电力将成为全球电力消费量中最大的单一来源之一。
在未来几年中，太阳能电池技术将继续发展，效率将逐步提高，成本也将进一步下降。
此外，在不断涌现的新材料和新技术的推动下，太阳能电池将不断完善，性能将不断提升。
总的来说，太阳能电池是一种前景广阔的清洁能源技术。
它可以为世界各地的人们提供可靠、廉价的电力，同时帮助我们减少对环境的破坏，降低对化石燃料的依赖。
因此，在国际上，太阳能电池技术被认为是实现可持续发展的关键技术之一。
三、结语太阳能电池作为一种可持续发展和环保的技术，已经成为了清洁能源领域中备受瞩目的一种技术。
虽然目前太阳能电池的研究仍在进行之中，但已经取得了很大的进展。
未来，随着新材料和新技术的涌现，太阳能电池将变得更加高效、便宜和可靠，同时也将为我们提供更多的清洁能源选择。
太阳能电池技术的新进展和未来发展趋势
太阳能电池技术的新进展和未来发展趋势太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的设备，被广泛应用于领域如太阳能发电、户外装备以及移动设备等。
近年来，太阳能电池技术取得了显著的进展，不断推动了清洁能源的发展。
本文将探讨太阳能电池技术的新进展以及未来的发展趋势。
首先，太阳能电池技术的新进展之一是多晶硅电池和单晶硅电池的技术改进。
多晶硅电池是目前最常用的太阳能电池类型，其成本相对较低，但效率相对较低。
通过引入新的工艺和材料，研究人员成功地提高了多晶硅电池的效率。
而单晶硅电池则以其更高的效率和较低的光衰减而备受瞩目。
近年来，单晶硅电池的制造成本也在逐渐降低，使其更具竞争力。
其次，新兴的太阳能电池技术也在不断涌现。
其中一种重要的技术是钙钛矿太阳能电池。
钙钛矿太阳能电池具有高效率、低成本、可调制颜色和柔性等优点，被认为是下一代太阳能电池的候选。
目前，钙钛矿太阳能电池的效率已经超过了多晶硅电池，但其稳定性和寿命仍需要进一步提高。
研究人员正在不断改进材料和工艺，以解决这些问题。
另一个新兴技术是有机太阳能电池。
有机太阳能电池采用有机半导体材料，具有较低的成本、柔性和颜色可调性等特点。
然而，目前有机太阳能电池的效率还相对较低，且稳定性较差。
研究人员正在致力于提高有机太阳能电池的效率和稳定性，同时降低其制造成本，以便实现大规模商业化应用。
除了技术改进，太阳能电池的未来发展趋势还体现在材料研究和工艺创新方面。
随着对可持续发展的需求增加，研究人员正在寻找更环保和可再生的材料用于太阳能电池的制造。
例如，钙钛矿材料是一种丰富、廉价的材料，具有很高的光吸收系数，因此备受关注。
此外，新型材料如钙钛矿材料的研究也为太阳能电池提供了更多的选择。
与此同时，工艺创新也在推动太阳能电池技术的发展。
通过引入新的制造工艺和设备，生产商能够降低成本、提高效率，并实现太阳能电池的大规模生产。
例如，近几年来，有机太阳能电池中的印刷技术和喷墨打印技术等新的制造工艺得到了广泛应用，大大降低了制造成本。
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CuInSe2材料
2. 染料敏化纳米晶体太阳能电池
染料敏化纳米晶体太阳能电池（DSSCs）（或称Grätzel型光电化学太 阳能电池）主要包括镀有透明导电膜的玻璃基底，染料敏化的半导体材 料、对电极以及电解质等几部分。
阳极：染料敏化半导体薄膜
TiO2膜:5~20um,1~4mg/cm2
阴极：镀铂的导电玻璃 电解质：I3-/I导电玻璃：8~10Ω /□
美国百万屋顶计划的内容与目标
太阳能电池的发展
1954年美国贝尔实验室制成了世界上第一个实用的太阳能电 池，效率为4%，于1958年应用到美国的先锋1号人造卫星上。
由于材料、结构、工艺等方面的不断改进，太阳能电池逐渐由
航天等特殊的用电场合进入到地面应用中。现在太阳能电池的 价格不到20世纪70年代的1%。预期10年内太阳能电池能源在 美国、日本和欧洲的发电成本将可与火力发电竞争。目前，年 均增长率35%，是能源技术领域发展最快的行业。
国内太阳能硅片套多晶硅片加工外， 太阳能单晶生产企业中只有晶龙有少量多线切割能力
专业硅片加工企业目前仅一家，即镇江环太硅科技有 限公司 。切割能力约为1000万片/年
我国多晶硅片 生产能力（MW） 保定英利新能源有限公司
6
浙江精功光电有限公司
日本利用其电子技术优势，大力发展光伏发电产品，其产量已经 相当于全球产量的50%以上。英、荷、日、美等国企业基本垄断了 全球的光伏发电产品市场，其出口额占世界的贸易额的80%以上。
美国----提出了逐步提高绿色电力的发展计划。主要是通过风力
发电、光伏发电、生物质能源发电等来达到目标，其中太阳光伏 发电预计到2020年将占美国届时发电装机增量的15%左右，累计 安装量达到36GW，保持美国在光伏发电技术开发、制造水平的世 界领先地位。
使用方便： 同水能、风能等新能源相比，不受地域
的限制，利用成本低。
太阳能利用的重要途径之一是研制太阳能电池！
太阳能电池已成为各国实施可持续发展的重要选择
日本----93年实施“新阳光计划”，涵盖74年的“阳光计划”、 78年的“月光计划”和89年的“地球环境技术开发计划” ； 97年宣布7万太阳能光伏屋顶计划，计划到2010年安装 7600MWp太阳能电池
单晶硅太阳能电池
各种太阳能电池的市场份额
2004年太阳能电池产量 1,194.7MW，增长60.6%， 其中：
产量 mc-Si sc-Si 669.1 5 343.4 5 比例 % 56.0 28.7 增长 % 46.8 71.3
a-Si
64.60
5.4
5.0 3.4 1.1 0.3
49.2
100 502.9 333.3 -25.0
电力，还可以直接、间接地转换为液体燃料，如乙醇燃料、
生物柴油和氢燃料，为各种移动设备提供能源。
可再生能源： 风能；水能；地热；潮汐；太阳能等
资源丰富： 40分钟照射地球辐射的能量＝全球人类
一年的能量需求 与 石 油、煤炭等矿物燃料不同，不会 导致“温室效应”，也不会造成环境污染
洁净能源：
注：单晶硅产量 及生产能力估算见附 件1
国内现状趋势及分析
和国外情况不同，我国太阳能用单晶硅的比例大大高于多晶硅。 形成的原因是：国内廉价单晶炉设备优势；半导体硅单晶生 产有一定基础；技术门槛低。 国内太阳能硅材料产业存在的主要问题是： 1 硅材料的发展偏重于单晶硅，而且是单晶硅锭。硅片加工能 力严重不配套。企业价值链过短，缺乏企业发展所必需的独 立性和自主性，使企业的增值能力受到严重影响；多晶硅材 料处于起步阶段。 2 产业价值链仍存在严重脱节。单晶硅绝大部分出口；缺乏切 片能力；电池片企业所需大量硅片几乎都以赖进口。
（新疆新能源公司20MW硅片项目，资金筹措中）
非晶硅太阳电池
它又称“无定形硅太阳电池”（“ a—Si太阳电池”）。 其最大特点是薄，不同于单晶硅或多晶硅太极电池需要以硅片
为底，而是在玻璃或不锈钢带等材料的表面镀上一层薄硅膜，其
厚度只有单晶硅片的1/300。因此，可以大量节省硅材料，加之 可连续化大面积生产，能耗也低，成本自然也低。由于电池本身 是薄膜型的，太阳的光可以穿透，所以还可做成叠层式的电池， 以提高电池的电压。
光电池：空穴、电子通 过外电路复合，在电路 中产生电流。
半导体中可以利用各种势垒如pn结、肖特基势垒、异质结等形成光伏效应。 当太阳能电池受到阳光照射时，光与半导体相互作用可以产生光生载流子，
所产生的电子-空穴对靠半导体内形成的势垒分开到两极，正负电荷分别被上
下电极收集。由电荷聚集所形成的电流通过金属导线流向电负载。
能源供需缺口将越来越大
2020年全国需求量27亿吨TOE，尚缺4.8亿吨标煤；2050年一次需求量达 到40亿吨标煤，缺口达10亿吨标煤，短缺25％以上
过度依赖煤炭，环境影响更加严重
煤炭几乎满足了我国一次能源需求的70％，66％的城市大气颗粒物的含量 和22％的城市的二氧化硫含量均超过国家空气质量二级标准，在冬季这些 污染物的浓度更大，通常为夏季的2倍。环境专家估计，大气中90％的二 氧化硫和70％的烟尘来自于燃煤
太阳能电池材料的研究进展 太阳能电池材料的研究进展
中国和世界的能源结构
煤 中国 煤
75%
其他
其 石油
17%
40%
其
石 油
世界
24%
天然气
10% 26%
其他
2% 6%
天然气
能源枯竭 环境污染
石油：42年，天然气：67年，煤：200年 。 每年排放的二氧化碳达210万吨，并呈上升趋势，造成 全球气候变暖；空气中大量二氧化碳，粉尘含量己严重 影响人们的身体健康和人类赖以生存的自然环境。
太 阳 示能 意电 图池 结 构
负载中消耗的功率 转换效率（h)＝ 入射在电池表面的阳光的功率
太阳能电池材料
主 要 材 料 半导体单晶硅、多晶硅、非晶硅、GaAs、有机半导体 表面涂层 电极 封装 金属氧化物、导电聚合物
金属导体
玻璃、有机玻璃
基对 本材 要料 求的
①能充分利用太阳能辐射，即半导体的禁带不能 太宽； ②有较高的光电转换效率； ③材料本身对环境不造成污染； ④材料便于工业化生产，材料的性能稳定且经济
硅材料
工业硅 （又称：结晶硅或金属硅） 半导体用硅材料 含硅化合物（SiHCl3, SiH4） 半导体用多晶硅 （又称：高纯硅或超纯硅） 单晶硅锭 各种硅片 各种半导体器件 太阳能用硅材料
太阳能用多晶硅 (Solar grade silicon) 单晶硅锭 单晶硅片 多晶硅锭 多晶硅片 多晶硅太阳能电池
a-Si/scSi 60.00 Ribbon CdTe CIS 41.00 13.00 3.0
国内太阳能电池用硅材料现状
2004年单晶硅产量（吨）
单晶总产量
太阳能单晶产量 太阳能单晶生产能力
硅单晶产量
近年来我国硅单晶产量
1700
1200 2000
1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 2000 2001 2002 2003 2004 2005
2
保定英利新能源有限公司
垂直集成型，目前公司具有6MW 多晶硅片、10MW电 池片、50MW电池组件的生产能力。 二期投资完成后,硅片的年生产能力将达到70MW，将 新增DSS多晶硅铸锭机20台,破锭机3台,多线切割机5台。
浙江精功光电有限公司（前身为浙江中意太阳能有限公司）
原为中方与意大利ENITECHNOLOGIE 合资企业，多 晶硅片生产能力2MW。 有扩大生产规模至20MW 的计划。
1991年，瑞士Grätzel M. 以较低的成本得到了>7%的光电转化
效率。 1998年，采用固体有机空穴传输材料的全固态DSSCs电池研制成 功，其单色光电转换效率达到33%，从而引起了全世界的关注。 目前，DSSCs的光电转化效率已能稳定在10％以上，寿命能达 15～20年，且其制造成本仅为硅太阳能电池的1/5～1/10。
CxHy + O2
H2O + CO2 + SO2 + NOx
中华人民共和国 国家发展和改革委员会
《中国新能源与可再生能源发展规划1999白皮书》
同国外相比，我国的能源系统更加不具备可持续发展特点
能源枯竭的威胁可能来的更早
人口多，人均资源占有量仅及世界的一半，石油和天然气资源仅占世界人 均量的17.1％和13.2％ ；加之能源利用技术落后，效率低下，能耗高，枯 竭速度可能会比国外更加迅速，能源匮乏的威胁可能来的更早
工作原理
Voc=1/q【（Ef）TiO2 －(E（R/R-）)】
当太阳光照射到电 池表面时，吸附在二氧 化钛光电极表面的染料 分子受到激发由基态S跃 迁到激发态S*,然后将一 个电子注入到二氧化钛 导带内，此时染料分子 自身转变为氧化态S+.注 入到二氧化钛层的电子 富集到导电基底，并通 过外电路流向对电极,形 成电流. 处于氧化态的染料 分子氧化溶液中的电子 给体(此种在电解质溶液 中的电子给体),自身恢复 为还原态，使染料分子 得到再生。被氧化的电 子给体扩散至对电极,在 电极表面被还原,从而完 成一个光电化学反应循 环。
其应用涉及诸多品种的电子消费品、照明和家用电源、农牧业抽 水、广播通讯台站电源及中小型联网电站等。a一Si太阳电池成
了光伏能源中的一支生力军，对整个洁净可再生能源发展起了巨
大的推动作用。
GaAs材料
太阳能电池阵列转换效率的提高对于空间系统有十分重要的意义‘它可以降低系
统的重量，改善系统的搭载能力，减小轨道运行的阻力。还可以降低系统的成本。
通常单晶硅太阳电池每个单体只有0．5伏左右的电压，必须几