碲化镉薄膜太阳能.ppt

NewJersey Institute of Technology 碲化镉太阳能电池未来十年光伏产业的技术发展方向 金融危机引发的产业革命 每一次经济危机都会引发一场以创新为表征的产业和经济调整。 这次百年不遇的金融危机，引发的调整将更深刻。一场新的能源革命就在眼前。 只有具有历史使命感，和人类责任感，企业家的良心，才能把握机会，创造未来。（GE。MS GL） 太阳能电池的基本原理 太阳能电池是利用半导体材料的电子特性把阳光转化为电能。 太阳能电池的这个转换过程是依据光电效应来完成。 光电效应现象是由法国物理学家Edmond Becquerel于1839年首次发现。 爱因斯坦于1904年对光电效应给出了科学的理论解释，由于他提出了光电效应理论，30年后，爱因斯坦获得了诺贝尔物理学奖。 太阳能电池相当于一个大型二极管 太阳能电池装置的基本要求是半导体材料的电子非对称性。 微量掺杂可以改变材料特性。 通过掺杂产生的两种典型的半导体材料 N型半导体材料电子密度大，空穴密度小 P型半导体材料电子密度小，空穴密度大 太阳能电池的基本原理简图 到达地球表面的阳光≤70% 阳光在穿过大气层到达地球表面的时候，由于以下的典型情况，阳光强度至少削弱30%。 瑞雷散射或大气中的分子散射效应 大气中尘埃颗粒的散射效应 大气层和其中组成气体的吸收效应如臭氧层和水蒸气的吸收效应 除此而外，削弱程度还和光线穿越大气层时的穿越距离有很大关系。 几个关键指标 开路电压 Voc 短路电流 Isc 填充因子 FF 转换效率 η=(VmpImp)/Pin η =VocIscFF/Pin 转换效率和开路电压，短路电流成正比。 碲化镉电池与晶硅电池的比较 晶硅电池 碲化镉技术 晶硅系列（技术陈旧，54年生产） 碲化镉薄膜（技术新03年后生产） 硅料生产过程高耗能,高碳排放 碲化镉产过程低耗能（湿法冶金，机压） 电池材料厚度100-300um 电池材料厚度0.8um-3um（节约） 物理能带1.12EV （电压低，不理想） 物理能带1.52EV（电池有高电压潜力） 转换率16% 弱光，温度导致衰减大 工业转换率11% 强弱光均可 技术提高空间小 技术提高空间大 产品产出率低 40%左右 产出率高 90%以上 生产过程时间长几小时左右 生产过程时间短30-45分钟（生产效率高） 透光不好（市场传统 单一） 透光好（可用于建筑一体化 幕墙等，新市场） 生命周期结束后 不可回收，废料 可回收 原料再利用，进一步低成本） 市场份额递减 （2015年后，欧盟停用） 市场份额递增强劲（中国订了2GW，大型电站） 成本 1.60美元/每瓦 成本 0.87美元/每瓦 （竞争力强） 1954年 美国贝尔实验室制造出第一块商用太阳能电池 1954年 2009年 世界人口 27亿 67亿5千万 +2.5倍 石油价格 2.8美元/桶 70美元/桶 +25倍 汽车数量 5千万辆 2亿7千万辆 +5.4倍 美国开发多样化的能源资源来满足不断成长的能源需求 美国的能源结构美国能源部 2008年度统计数据(太阳能只占0.7%) 化石能源导致空气污染 2008-11-13 北京天安门( 纽约时报：奥运后2个月的北京） 气候变化引发生态危机 美国政府的观点 在未来的十年中，美国会面对更高的油价。 绿色能源将引发一场新的工业革命。美国要想继续保持世界领袖地位，必须成为新能源领域的领导者。 美国必须制定更为严格的二氧化碳排放政策。（为什么？） 奥巴马政府必须制定一系列新政策为美国的绿色能源建设打下政策基础。 美国政府目前的对策 美国在未来10年将投资1500亿美元建立清洁能源工业。(美国政府99年投资INTERNET新产业$4.89亿，目前产生了$3万亿的INTERNET产业.民建有享，99年） 美国通过了新的2009年二氧化碳税法案，15美元/吨，每年增加10美元税率，5年后每年增加15美元税率。对进口产品同样适用(将对硅系太阳能板带来严重影响!) 美国政府强制大型电力公司在其产品中必须有10%-24%以上电力来自的再生能源。 美国联邦和州政府为安装太阳能系统的所有家庭用户提供50%以上的补贴。 美国政府的具体措施现有电网的强制性再生能源比例(