半导体太阳能电池研发现状与相关发展趋势.ppt

半导体太阳能电池研发现状与发展趋势 三、半导体光伏电池产业发展现状和前景预测 ? 世界太阳能光伏产业发展迅速。最近5年太阳电池/组件生产的年平均增长率达到43％，2005年世界光伏电池/组件产量达到1.8GW，比2004年增长了50％。 ? 2005年世界光伏系统的总装机容量超过5GW，其中并网发电在光伏市场中的份额逐年增加。 ? 据预测，到2010年世界光伏系统累计装机容量将达到14～15GW，电池组件的价格约2美元/Wp。 ? 欧洲光伏协会对未来光伏产业和市场预测，2020年世界光伏系统总装机容量将达195GW，发电量达到274TWh, 相当于2020年全球发电量的1％。光伏组件成本低于1美元/Wp，光伏发电成本将降低到6美分/kWh以下。 ? 预计到2040年，光伏发电量将达到7368 TWh，等于当时全球发电量的21％。 ? 近年来，我国光伏产业年生产能力增加很快，2005年生产能力达300MW（实际产量150MW）。据欧盟的报告预测，2007年中国的光伏工业将成为继日、欧盟和美国之后的世界第四生产国，生产能力达 1GW，约占世界市场的20％。 2000－2040年世界电力发展预测 1% 21% 并网发电在光伏市场中份额逐年增加并占主导地位 单晶硅（左）和其它几种（右）太阳能电池转换效率不断提高。 半导体太阳能电池（组件）制造技术发展迅速 单晶硅 * 半导体太阳能光伏电池研发现状与趋势 王占国 （中国科学院半导体研究所 半导体材料科学重点实验室） 摘要 1、序言：世界能源发展的走势 2、半导体光伏电池的研究现状和发展趋势 3、半导体太阳能光伏电池产业发展现状与前景预测 4、我国太阳能光伏电池产业发展存在的问题与建议 5、太阳能光伏发电应用例举 6、致谢 人口、资源和环境已成为制约人类社会可持续发展的瓶颈。对于人口众多、资源相对贫乏和生态环境严重恶化的我国，所遇到的挑战则更加严峻。 针对我国化石能源紧缺、和生态环境脆弱的国情，要实现2020年国民经济GDP翻两番和在2050年达到中等发达国家生活水平的战略目标，必须在提倡节能和提高能源利用效率、降低能耗与控制污染的同时，大力发展清洁、可再生能源及其应用技术。 一、序言：世界能源发展走势 (PVNET-European Roadmap for PV RD, JRC-EUR21087 EN,2004) 未来世界能源发展的总趋势预测 未来世界化石和可再生能源走势预测 ? 风能：我国风能仅次于美、前苏联，世界第三，已探明风能储量为：32.26亿KW, 其中陆地可利用的风能 2.53亿KW；近海可用风能 7.5亿KW，同比约为水能的2.5倍。 ? 生物质能：如沼气、甲醇和乙醇等液体燃料等。 ? 太阳能：光伏电池、热伏电池和热能发电等。太阳辐射到地球的太阳能为：1KW/m2,是目前人类能源消耗的数万倍。 可再生能源：风能、生物质和太阳能等 GaAs与硅在空气质量为0和空气质量为1.5的太阳光普辐照度与截止波长的关系 太阳内部的热核反应，每秒产生的能量多达4?1020 焦耳；恒定输出寿命将大于100亿年！ 太阳辐射到地球的太阳能，超出目前人类能源消耗的数万倍。 ? 我国于2004年2月28日，已通过再生能源法，并将于2006年元月1日实施。 ? 在可再生能源技术中，光伏发电是一种干净、可持续发展的能源技术。平均每kW光伏系统每年减排16kg氮氧化物、9 kg 氧化硫、0.6 kg固体粉尘以及0.6-2.3吨二氧化碳。 ? 利用半导体光生伏特效应实现太阳能的转换是一种重要途经。 ? 实现高效转换的途经是人们长期追求的目标，近年来已取得长足进步。 ? 美国：1997年 百万屋顶计划（2010年完成）。 ? 印度：1997年150万套屋顶计划，2002年完成。 ? 德国：1998年的10万屋顶计划，世界最大光伏系 统安装在慕尼黑展览中心。 ? 澳大利亚：2000年悉尼运动会，665套1KW屋顶光 伏系统。 ? 日本：2000年“新阳光计划”；目前，太阳能电池 生产世界第一。 ? 意大利：2000年 全国太阳能屋顶计划。 ? 蒙古：1万套屋顶计划，2010年安装10MW。 ? 韩国和马来西亚等国也有相应的发展计划。 各国政府大力扶持 半导体太阳能光伏电池的转换效率 2.1 第一代单晶体太阳能电池 1941年，在硅区熔生长的PN结电池里观察到光伏效应。 1954年Bell Lab实现第一只扩散PN结电池，光电转换效率6％ 我国58年开始硅太阳电池研究，65年效率15％，71年上星 1985年澳大利亚采用表面微沟槽、钝化发射极和背场结构， 单晶硅电池效率超过20%。 钝化发射极和背电