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应化专题论文 班级： 姓名： 学号： 太阳能的研究现状及发展趋势 摘要：本文主要介绍了当今国内外太阳能的利用现状和市场需求，分析了太阳能电池的发展趋势。 关键词：新能源；太阳能；光伏产业；晶体硅太阳能电池；薄膜太阳能电池；有机太阳能电池 前言：众所周知，煤炭石油等不可再生资源越来越紧张，而太阳能和水资源又是取之不尽何用之不竭的清洁能源，如何能更大效率地用太阳能和水资源是解决环境问题和实现人类可持续发展的根本。而太阳能的利用尤为重要。 20世纪70年代初，世界出现“能源危机”,人们开始认识到不能长期依靠传统能源，太阳能电池的发展逐步被人们重视起来[1] 。如今太阳能已经逐步进入我们的日常生活。 目前，太阳能电池按材料可分为晶硅太阳能电池（包括单晶硅和多晶硅）、硅基薄膜太阳能电池、光电太阳能电池和化合物半导体薄膜太阳能电池等 [2] 。在国内，太阳能电池仍然没有的到大规模应用，原因在于制造太阳能电池成本太高。 正文：太阳能电池的研发现状及进展太阳能作为可再生能源不仅储量大．而且属于清洁能源．所以太阳能的使用研究已为当前科技界的热点。太阳能是一种即时性的辐射能．其强度随季节和时间的变化而变化．要储存和使用太阳能必须要把太阳能转变成其他的形式。太阳能电池是当前世界开发和利用太阳能的一种普遍形式．它是利用光伏效应将太阳能转换成电能以供给用户使用。根据太阳能电池所用材料不同。一般有硅系太阳能电池、非晶硅薄膜太阳能电池和有机高分子太阳能电池等。2．1硅系太阳能电池硅系太阳能电池自20世纪50代问世以来．得到了迅速的发展。硅系太阳能电池主要由晶体硅，包括单晶硅、多晶硅为主要材料构成．是目前广泛使用和研究的热点。硅系太阳能电池占太阳能电池的80％一90％。由于晶硅原料的紧缺和加工技术要求高．设备价格较昂贵．并且制造过程能耗高等特点．导致晶硅原料生产为少数国家的厂家所垄断．生产成本高达1．5美元／W左右。为了降低晶硅材料的生产成本．目前有关部门正在研究和开发用 切薄硅片、扩大平面晶体或采用聚光等方法．因此预测10～15年后硅片生产可降 低到0．5美元俑．太阳能电池组的生产成本可降低到1美元俑．发电成本可降至0．1美元／kWh．届时与常规能源的价格相持平．才使得太阳能进入公共电网．供普通用户使用成为可能。我国硅太阳能电池发展与世界同步．在很多方面已达到世界先进水平。但由于原材料受欧美日的限制．其生产成本较高。达25。30元／W，成本和售价高于国外同类产品．国际市场竞争力不强。目前世界上单晶硅电池的光电转换率可以达到25％．多晶硅电池的转换率可达到20％．世界上硅电池研究开发的重点主要是多晶硅材料的制备技术．快速掺杂表面处理技术．提高硅片质量的新技术和新工艺等．德国科学家正在设想在单晶硅中掺人一些杂质．形成晶体内的缺陷．以致提高光电流。目前他们在单晶硅中掺入稀土元素铒 Er 制造太阳能电池，理论上讲．这种太阳能电池的最大转换率可达到95％．但实际仅有85％，这也为今后硅系太阳能电池的开发提供发展方向。 薄膜太阳能电池 迄今为止．硅系太阳能电池依然占市场主体．约占太阳能电池的90％以上。但是．硅系太阳能电池原料成本高，使太阳能电池的推广民用带来一定的困难。因此．世界各国把研究和开发非晶硅薄膜太阳能电池作为太阳能电池的发展重点。非晶硅薄膜太阳能电池具有较高的光吸收系数．在0．4—0．75mm的可见光波段．其吸收系数比硅系太阳能电池高出40倍左右．即使是用1微米厚的非晶硅薄膜．其吸收太阳能达80％以上．薄膜太阳能电池生产工艺较简单，成本较低，便于工业化生产。至2008年．全球薄膜太阳能产量已达到988．8MW．比2007年增长122％．占该年世界太阳能电池总产量12．5％．预测到2020年薄膜太阳能电池将发展到占太阳能电池20％左右。世界非晶硅薄膜太阳能电池生产商主要在美国、德国和Ft本．其主要产品有CdTe 碲化镉 和CIS 钼铟硒 电池。2001年德国ANTEC公司10MW全自动化生产线已投产成功．其生产技术为硫化镉和碲化镉近空间升华法沉积．2008年该公司CdTe电池产量达504MW．占全世界该类电池的99．57％。2009年11月与中国政府签订了在内蒙古鄂尔多斯市建设一座2000MW的薄膜电池发电站的协议．计划2019年完工．世界上最早研发非晶硅薄膜电池的是美国的Chrona公司．于1991年建立了EPV公司生产小型低效率非晶硅电池。2008年美国United Solar Ovonic公司在俄亥俄州实现了CdTe电池产量504MW．成为国际光伏的先锋。我国对非晶硅薄膜太阳能电池的研发和产业化也非常重视．多年来通过863计划、973计划、自然科学基金等项目．积极支持研发薄膜太阳能电池。截至2009年底．我国的非晶硅薄膜太阳能电池厂家近30家．总