太阳能文献综述改版.doc

河 北 农 业 大 学 毕业设计(论文)文献综述 院（系）： 河北农业大学现代科技学院 专 　　业： 电气工程及其自动化 姓 名： 张继承 学 号： 2008614250319 完成日期： 　 2012年5月26日  太阳能电池的历史与发展文献综述 1 前言 人类在2l世纪面对的最大困难是什么?答案是不可再生能源的日渐减少和环境污染的日益严重。如何解决这一对难题成为困扰世界经济发展的首要任务。各种可再生能源的优越性日渐突出。于是，人们将目光纷纷投向了太阳。太阳时时刻刻都在向地球发送着能量，并且这种能量是取之不尽，用之不竭的。如果仅仅将太阳发射到地球的总辐射功率换算成电功率，可以高达1.77×10千瓦，前全世界平均消费电力还要大数亿倍。太阳能不但数量巨大，而且源于太阳的各种绿色能源，如：风能、潮汐能、生物质能、水力能都属于可再生能源，只要有太阳的存在，能源就像阳光一样源源不断。 太阳能的利用有很多种，可以利用光的热效应，将太阳辐射转化成热能；也可以利用光的伏特效应，将太阳辐射直接转换成电能等。在太阳能的有效利用中，太阳能的光电利用成为近些年发展最快、最具活力的研究领域。太阳能电池的研究发展也日益迅速起来。太阳能电池是利用太阳光和材料相互作用直接产生电能，不需要消耗燃料和水等物质，释放包括二氧化碳在内的任何气体，是对环境无污染的可再生能源。这对改善生态环境、缓解温室气体的有害作用具有重大意义。因此太阳能电池有望成为2l世纪的重要新能源。目前一些发达国家采用太阳能电池发出的电并人电网的措施，既能部分平衡高峰用电，又可省去储电的费用。太阳能发电系统一般没有发电机具有的转动部件，所以也不会产生噪音，不容易损坏。太阳能发电装置规模可大可小，小的可以是数瓦或数十瓦，如便携式太阳能手电筒和太阳能手机充电器，大的可以是数兆瓦或数十兆瓦，例如大型发电站等。 2光伏电池简介 2.1太阳能电池的发展历史 作为太阳能电池工作基本原理的光伏效应(PhotovoltaieEffect缩写PV)是l839年被发现的。由太阳光的光量子与材料相互作用而产生电势，从而把光的能量转换成电能，此种进行能量转化的光电元件称为太阳电池(SolarCel1)，也可称之为光伏电池。1954年Bell实验室研发出第-个太阳能电池，不过由于效率太低，造价太高，缺乏商业价值。随着航天技术的发展，使太阳能电池的作用不可替代，太阳能电池成为太空飞行器中不可取代的重要部分。1958年3月发射的美国V锄Guard1号上首次装设了太阳能电池。1958年5月苏联发射的第3颗人造卫星上也开始装设太阳能电池。到1969年美国人登陆月球，这使得太阳能电池的发展达到了第1个巅峰期。此后，几乎所有发射的人造天体上都装设太阳能电池。加世纪70年代初期，由于中东战争，石油禁运，使得工业国家的石油供应中断，出现了“能源危机”，人们开始认识到不能长期依靠传统能源。特别是近年来地面能源面临的矿物燃料资源的减少与环境污染的问题，于是太阳能电池的应用已被提上了各国政府的议事日程。1990年以后，太阳能的发展开始与民用电相结合，“grid-connected photovoltaic system”(与市电并联型太阳能电池发电系统)开始推广，太阳能电池不断有新的结构与制造技术被研发出来。 至今太阳能电池已经发展到了第2代。第1代太阳能电池包括单晶硅和多晶硅2种，工业化产品效率一般为13%-15%，目前可工业化生产、可获得利润的太阳能电池就是指第1代电池。但是由于生产工艺等因素使得该类型的电池生产成本较高。第2代太阳能电池是薄膜太阳能电池，其成本低于第l代，可大幅度增加电池板制造面积，但是效率不如第1代。在将来的第3代太阳能电池应该具有以下特征：薄膜化、高效率、原材料丰富和无毒性。可望实现的第3代电池效率的途径包括：叠层电池、多带光伏电池、碰撞离化、光子下转换、热载流子电池、热离化、热光伏电池等。 光伏电池产业发展迅速。据2004年数据分析，各种太阳能电池中硅基太阳能电池占总产量的98%，晶体硅太阳能电池占总产量的84.6%，多晶硅太阳能电池占总量的56%。2005年，世界太阳能电池总产量1656MW，其中日本仍居首位，762MW，占世界总产量的46%；欧洲为464MW，占总产量的28%；美国156MW，占总产量的9%；其他274MW，占总产量的17%。2005年，世界光伏市场安装量1460MW，比2004年增长34%，其中德国安装最多，为37MW，比2004年增长53%，占世界总安装量的57%；欧洲为9