太阳电池材料进展.ppt

上海交通大学国飞绿色能源有限 公司，批量产品规格尺寸国产化最大， 单体和组件技术性能和外观质量基本 达到国外同类产品的水平。单体车间 的年生产能力在1MW以上，组件年 封装能力达到5MW
在大规模生产方面，中澳合资尚德 公司晶体硅太阳电池生产能力2004年6月 已达到50兆瓦，12月达到75兆瓦生产能力， 2005年底之前实现150兆瓦的生产能力， 太阳电池组件生产能力已达到50兆瓦，已 是国际前10名的生产水平。
2004年晶体硅电池，包括单晶硅、多晶硅和 带硅电池，占世界太阳电池比例超过了94％
在晶体硅电池中，2003～2004年 单晶硅比例上升，多晶硅比例有 所下降
非晶硅从1999年的12％下降到 2004年的4％
其他薄膜电池所占比例加起来只 有不到2％
在太阳电池技术的研究方面， 降低成本是目前和将来相当长时 间的首要任务。世界主要太阳电 池生产国都在努力，在晶体硅太 阳电池技术方面进行一系列的研 究
中国建成500瓦染料敏化纳 米薄膜太阳电池示范电站，光电 转换效率达到5%，这是本领域 里突破性的进展
联合中科院化学所和理化所，他们从0.5厘米×0.5厘 米太阳电池的基础研究入手，逐步发展到1.5厘米×5厘米 的电池。在大面积电池科学研究和制作工艺技术上取得突 破，制备出15厘米×20厘米的电池板，在室内一个太阳 光照时光电转换效率为6.2%，0.5个太阳光照时效率达到 7.3% ， 组 成 的 40 厘 米 ×60 厘 米 实 用 化 电 池 组 件 ， 室 外 0.95个太阳光照光电转换效率达6.41%，同时组装出了 0.8米×1.8米的电池方阵。近期，在实验室小批量实用化 生产和技术研究上取得重大进展，建成500瓦规模的小型 示范电站，其电池方阵面积为14.4平方米，光电转换效率 达到5%。这项成果使我国大面积染料敏化纳米薄膜太阳 电池的研制水平处于国际领先地位，为进一步推动低成本 太阳电池在我国的实用化打下了牢固基础。
(2）由于切割带来的晶体硅材料损耗占到50％，因 此人们开发各种切割技术以降低材料损耗
优化电池组件的设计，提高电 池组件的效率。利用转化效率较低 的单电池，组装出电池组件效率较 高的电池模块
太阳能电池实现薄膜化，是当前国际上研发 的主要方向之一。如采用直接从硅熔体中拉出厚 度在100μm的晶体硅带。人们也在研究利用液相 或气相沉积，如化学气相沉积的方法制备晶体硅 薄膜作为太阳电池材料。这时可以采用成本较低 的冶金硅或者其他廉价基体材料，如玻璃、石墨 和陶瓷等。在廉价衬底上采用低温制备技术沉积 半导体薄膜的光伏器件，材料与器件制备可同时 完成，工艺技术简单，便于大面积连续化生产； 制备能耗低，可以缩短回收期。在不用晶体硅作 为基底材料的衬底上气相沉积得到的多晶硅转换 效率也达到12％以上
光伏技术的进展情况 池玉娟
一、国际光伏技术现状
增长： 从1999年的200MW到2004年的1260MW。 平均年增长率超过30％
2004年在2003年的基础上猛增69％
在光伏器件及制造技术方面，自光伏 电池问世以来，晶体硅就作为基本的电池 材料一直保持着主导地位，因此世界光伏 技术围绕晶体硅材料发展最成熟。晶体硅 太阳电池是目前国际光伏市场上的主流产 品
如a-Si/a-GeSi/a-SiGe叠层电池实验室最高效率达到 15.6%。非晶硅/多晶硅叠层电池（HIT）也是一种效率很 高的叠层电池。Sanyo开发出效率达20.7%的a-Si/c-Si电池。 CIGS电池研究方面人们试图利用其他材料如稀土元素替 代资源稀少的In。在CdTe化合物半导体薄膜电池研究方 面，虽然CdTe稳定、无害，但Cd和Te分别是有毒的，人 们正试图研究部分替代材料。其他化合物半导体材料的研 究也取得了令人瞩目的成就。据报道，美国国家可再生能 源实验室和光谱试验室在锗衬底上生长出GaInP/GaAs/Ge 三节电池涂层，结合金属连接和抗反射涂层，通过对标准 1.5AM太阳光谱聚光，获得47倍太阳光强度，从而得到创 纪录的32.3%的光电转换效率
保定英利新能源有限公司全套引进具 有先进水平的太阳能硅片（多晶硅）、电 池、组件生产线，年生产能力达48 MW
• 2004年10月5日，由中科院等离 子体物理研究所为主要承担单位 的大面积染料敏化纳米薄膜太阳 电池研究项目近期取得了重大突 破性进展，建成了500瓦规模的 小型示范电站
大面积染料敏化纳米薄膜太阳电 池研究建成500瓦示范电站
染料敏化太阳电池(DSC)最近取得较大进 展。大面积（100 cm2）DSC转换效率已达到6 ％。这类电池所用主要材料为导电玻璃和TiO2， 来源比较丰富，电池制备工艺也比较简单，具 有较大的潜在价格优势。但是这类电池的转换 效率还有待进一步提高，电池运行的稳定性还 需要进一步经受考验
二、我国太阳电池进展
围绕提高晶体硅，特别是单晶硅电 池的转换效率，继续开发新技术， 如澳大利亚新南威尔士大学采用刻 槽技术及特殊的钝化技术，已经实 现单晶硅电池转换效率达到24.7%
降低晶体硅材料用量。
晶体硅电池材料占到总生产成本的大约 40％。从两方面着手降低晶体硅材料的 用量：
(1）电池薄膜化。德国将单晶硅电池切割到40μm 厚，其转换效率可高达20％。
我国的光伏电池技术是从20世纪60年代 发展空间用太阳电池开发起步的，地面用光 伏电池的生产从70年代初开始。经过多年努 力，我国光伏发电技术有了很大发展，光伏 电池转换效率不断提高，目前单晶硅电池实 验室效率达20.4%，批量生产效率为14%， 多晶硅实验室效率为15%。
我国的太阳电池主要的低成本技 术及生产能力是在20世纪80年代中期 建立起来的。2000年后，我国多晶硅 电池和组件逐步开始形成规模生产， 目前批量生产效率不断提高。与发达 国家相比，技术差距在不断缩小。近 几年来，光伏应用范围进一步拓展
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除了晶体硅薄膜电池以外，其他薄膜 电池材料的研究也在取得进展。目前已实 现产业化和正在实现产业化的有非晶硅薄 膜和多晶化合物半导体薄膜电池（碲化镉、 硒铟铜）。非晶硅薄膜主要采用化学气相 沉积制备。在提高单纯非晶硅太阳电池的 转化效率的研究进展不大，目前的技术水 平是低于8％。因此人们研究利用叠层技术 以提高非晶硅电池效率