毕业设计（论文）-高效太阳能电池前景展望.doc

本科 毕 业 论 文 题 目： 高效太阳能电池前景展望 专 业： 光伏材料加工与应用技术 日 期： 2012年4月11日 摘 要 为了应对能源危机和环境污染，新能源已是全球关注的焦点，太阳能因其清洁环保尤其备受关注。近几年太阳能电池产业以平均年增长率为30%的速度飞速发展。摆在人们面前的课题是如何进一步提高转换效率、降低成本使太阳能电池的成本降低到与常规能源发电相当的水平。近几年，我国太阳能光伏产业以倍增速度快速发展，一举成为全球最大的太阳能电池生产国。然而就目前我国的太阳能应用市场发展明显滞后国外，影响太阳能电池推广应用除了政策的原因外，主要是因为它的成本太高。因此，进一步降低制造成本是太阳能电池得以大规模应用的关键。业内人士表示，提高太阳能电池转换效率是降低成本的有效途径之一，据了解，转换效率提高1%，成本会降低7%。 综上所诉提高太阳能电池效率是光伏行业迅速取代传统能源的必胜法宝，因此本文从太阳能电池的种类、制造工艺、光伏发电中能量损失分析提升效率途径和将来的发展方向。也从材料的微观结构入手论述了材料的光生载流子复合寿命、p-n结数目、温度和光强等因素对光生伏特效应的影响，从而为提高太阳能电池光电转换效率提供可行的理论依据。 本文根据对近几年光伏材料的发展和重要性作出分析和研究，并对高效太阳能电池的主要发展方向进行研究，指导我们将来在研究中应从事的方向。 关键词：太阳能电池 高效电池 转换效率 叠层电池 聚光太阳能电池 绪 论 2 1.晶体硅太阳能电池的发展及其前景展望 3 2.太阳能电池分类介绍及其应用现状 4 2.1硅太阳电池 4 2.2多元化合物薄膜太阳能电池 4 2.3聚合物多层修饰电极型太阳能电池 4 2.4纳米晶体太阳能电池 5 2.5有机太阳能电池 5 3.制约高效太阳能电池发展的因素 5 3.1光伏发电中的能量损失分析 5 3.2 影响太阳能电池效率的因素 6 3.3结 论 7 4.高效叠层太阳能电池的前景展望 8 4.1叠层太阳能电池优势介绍 8 4.2叠层太阳能电池的原理 8 4.3制备方法 9 4.4叠层太阳能电池分类介绍 9 4.4.1多元化合物层叠太阳能电池 9 4.4.2非晶硅层叠太阳能电池 9 4.4.3染料敏化层叠太阳能电池 10 4.5高效叠层太阳能电池总结和展望 10 5. 高效聚光型太阳能系统（CPV）前景展望 11 5.1聚光型太阳能系统（CPV）原理及其构造 11 5.2聚光型太阳能系统配置要求分析 12 5.3高效聚光太阳能电池的前景展望 12 6.高效太阳能电池总结及展望 13 参考文献 14 致 谢 15 绪论 人类社会进入21世纪，正面临着化石燃料短缺和生态环境污染的严重局面。大力发展可再生能源，走可持续发展的道路，已逐渐成为人们的共识。根据世界能源发展的走势预测，石油，天然气和煤炭等化石燃料资源的开采峰值在2020年--2030年之间，据乐观估计石油还可开采40--100年、煤炭可使用200--500年、铀还可开采65年左右、天然气能满足58年的需求。 人们对安全清洁高效能源的需求日益增加。为此，越来越多的国家开始实行“阳光计划”开发太阳能资源寻求经济发展的新动力。我国76%的国土光照充沛，光能资源分布较为均匀与水电、风电、核电等相比太阳能发电没有任何排放和噪声，应用技术成熟，安全可靠 作为清洁能源的太阳能其发展瓶颈就是如何降低成本提高效率，为了提高太阳能的转换效率，满足人类的能源供应，世界各国在研究太阳能光伏系统中都投入了大量的人力与物力。我国对太阳能光伏发电的研究尚处于世界初级水平，产品的性能还有待提高，为迎接未来能源短缺带来的严峻挑战，我们应该加大对太阳能光伏系统的研究，以满足人类未来对能源的需求。 本文从理论出发，阐述了太阳能光伏电池的发电原理及其结合科研实际，简单阐提高述硅太阳能电池的转换效率的有效途径。1.晶体硅太阳能电池的发展晶体硅太阳能电池的发展可划分为三个阶段（如图1所示），每一阶段效率的提升都是因为新技术的引入。 图1电池效率发展路程图 1954年贝尔实验室Chapin等人开发出效率为6%的单晶硅太阳能电池到1960年为第一发展阶段，导致效率提升的主要技术是硅材料的制备工艺日趋完善、硅材料的质量不断提高使得电池效率稳步上升，这一期间电池效率在15%。1972年到1985年是第二个发展阶段，背电场电池（BSF）技术、“浅结”结构、绒面技术、密栅金属化是这一阶段的代表技术，电池效率提高到17%，电池成本大幅度下降。1985年后是电池发展的第三阶段，光伏科学家探索了各种各样的电池新技术、金属化材料和结构来改进电池