国内外太阳能技术现状及其发展

国内外太阳能技术现状及其

发展

-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

国内外太阳能技术现状与发展情况

摘要：简析太阳能技术原理，太阳能发电技术分类及发展状况。展现太阳能技术在当今世界发挥的巨大作用及其地位，通过对各种相关技术的介绍分析了解不同发电技术的应用情况及优缺点。

关键词：太阳能太阳能发电技术热发电光伏发电热存储

1.太阳能技术

1.1太阳能简介

太阳能（Solar Energy），一般是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作

发电。自地球形成生物就主要以太阳提供的热和光生存，而自古人类也懂得以

阳光晒干物件，并作为保存食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。但在化石燃料减

少下，才有意把太阳能进一步发展。太阳能的利用有被动式利用（光热转换）

和光电转换两种方式。太阳能发电一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能是

地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等等。

1.2太阳能发电技术分类

目前。应用的主要太阳能发电技术分类如表1所示。其中，非聚光类太阳

能热发电技术有太阳池热发电、太阳能热气流发电等；聚光类太阳能热发电技

术有塔式太阳能热发电、槽式太阳能热发电、碟式太一12一阳能热发电。较为

成熟的太阳能发电技术是太阳能光伏发电和太阳能热发电。太阳能热发电技术

通过聚光产生高温进而发电。效率较高，更具应用前景。尽管世界各国研究太

阳能热发电技术已有多年。但目前只有槽式太阳能热发电站实现了商业化示范

运行。而塔式、碟式发电系统仍处于示范阶段。

2.国内外太阳能技术现状

2.1太阳能热发电

太阳热发电是一种很有发展前景的太阳能利用技术。它是将太阳能集光、集热产生高温驱动热机发电的系统。目前世界上已建成9 座大型太阳热电站, 总装机容全30 兆瓦, 主要在美国。收集太阳光提供热能的方法主要有中央接收器、抛物面反射器和抛物面聚焦收集器三种。中央接收器是将地面反射镜聚集到的阳光聚焦到中央接收器上。这种方法在七十年代被人们认为是最有发展前途的。但由于存在中央接收器必须在高温下操作, 体积过大等间题, 使它的前途一度变得暗淡。但专家们认为这种系统容易适应高温热贮存, 它比蓄电池或其他非热贮存有更大的经济潜力, 并且指出, 带有热贮存的中央接收器太阳热发电系统可与化石燃料系统相竞争。抛物面反射器和中央接收器一样, 是用一台反射镜将太阳光聚焦在一台集热器上, 不同之处是每一反射镜加热它自身的集热器。大多数抛物面反射系统都是利用流体传热, 同样也存在接收器的间题。为了解决这些间题, 人们正在恢复外樵机, 其中以“斯特林循环”发电系

统效率最佳。这种系统保留了光伏电池的许多优点, 易于安装, 无污染。无论大小型装置效率都很高, 是一种有发展前途的系统。抛物面引聚焦收集器是呈抛物面状的聚焦槽, 它是将太阳光聚焦在槽中央沿槽长方向卧置的管子上, 流体通过管子时被加热, 变成蒸汽或热液体, 从管子另一端出来、可用来驱动涡轮机或其他机械。这种槽设计简单, 只须增减槽的数量, 便能产生较大或较小的电量, 在较低温度下也能顺利运行。专家们预测, 这种技术在今后50 年内将在太阳能市场上占主导地位。此外，我国还与美国合作设计并试制成功功率为5kW的碟式太阳能发电装置样机。并在2005年与以色列合作。在江苏省南京市建成了第一座功率为75kw的太阳能塔式热发电示范电站。并成功运行发电。太阳能热发电具有巨大的潜力，因此对于太阳能热发电未来的发展。应着眼于市场应用的开发。使太阳能热发电真正溶人到我们的生活当中。

2.2太阳能光伏发电

2.2.1太阳能光伏发电系统的组成太阳能光伏发电系统由太阳能光伏电池组、太阳能控制器、蓄电池(组)组成。如输出电源为交流220V或llov，还需要配置逆变器。太阳能光伏电池板是太阳能光伏发电系统中的棱心部分。也是太阳能光伏发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能转换为电能。或送往蓄电池中存储起来。或推动负载工作。太阳能光伏电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。太阳能控制器控制着整个系统的工作状态。并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。蓄电池一般为铅酸电池，小微型系统中。也

可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。

2.2.2太阳能光伏电池的原理太阳能电池内部存在P—N结。当P—N结处于平衡状态时，在P—N结处形成耗尽层。存在由N区到P区的势垒电场。当太阳光入射的能量大于硅禁带宽度的时候，射人电池内部的太阳光子。把电子从价带激发到导带，产生一个电子一空穴对。电子一空穴对随即被势垒电场分离，电子和空穴被分别推向N区和P区。并向P—N结交接面处扩散，当到达势垒电场边界时。受势垒电场的作用，电子留在N区，空穴留在P区，形成内建电场。而由于内建电场的作用。N区中的空穴和P区中的。电子被分别推向对方区域。使N区积累了过剩的电子。P区积累了过剩的空穴。即在P_N结两侧形成了与势垒电场方向相反的光生电动势。当接人负载后，就会产生电流流出。2.2.3在太阳电池最新技术方面, 近年已有重大突破, 目前较先进的单晶硅太阳电池生产工艺有美国斯坦福大学的扩散点接触工艺, 喷气推进研究所的钝化发射区工艺, 橡树岭实验室的激光退火扩散炉钝化工艺,SP ‘re 公司的沟状顶面工艺; 旧本的计算机模拟优选工艺, 澳大利亚的钝化发射区背电池工艺等。非晶太阳电池最新技术主要集中在组件的生产。在生产技术方面主要实施了绒面氧化锡正面电极, 改进尸层掺杂法, 高反射率的背面金属化, 组件的全激光划线圈形以及低成本的喷徐密封技术等。另外, 采用箔本征层, 多结器件结构等使a 一si 备件效率衰减低于1%。通‘过采用异质结和凸凹透明导膜基板以及i 层的高质量化尸/i 界面控制技术, 使电池效率大大提高。研究认为, 采用多结组件, 可提高电池效率, 据预测, 利用各种合金制造的双结组件效率可达到