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太阳能电池概述 ;Energy Nanotechnology Conference, Rice Iniversity, May 3, 2003;;太阳能的优点：太阳能是人类可利用的最直接的清洁能源，它分布广阔，获取方便；不会污染环境，没有废水、废渣、废气的排放；可以就地开发利用，不存在运输问题。太阳表面释放的能量换算成电能的功率约为3.8×1023KW左右，其中约22亿分之一到达地球，约1.2×1014KW(1.35KW/m2,太阳常数)，这相当于现在地球上消耗能量的约1万倍。根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是取自不尽，用之不竭的。 太阳能的缺点：能源密度较低，并且具有间歇性，使其大规模使用的成本和技术难度均很高，目前太阳能所提供的能源占世界商业能源总量不足1%。 ;半导体太阳能电池：通过光电转换装置把太阳辐射能转换成电能是利用半导体器件的光伏效应原理进行光电转换的，因此又称太阳能光伏技术。; 几千年来人类无意识地利用太阳能来取暖和晾晒物品，直到19世纪末才出现了第一台太阳能热水器，而第一片太阳能电池的出现则是在1954年，其发展过程简列如下： 1893年? 法国科学家贝克勒尔发现“光生伏特效应”，即“光伏效应”。 1930年?? 肖特基提出Cu2O势垒的“光伏效应”理论。同年，朗格首次提出用“光伏效应”制造“太阳电池”，使太阳能变成电能。 1941年???奥尔在硅上发现光伏效应。 1954年???恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室，首次制成了实用的单晶太阳能电池，效率为6%。 同年，韦克尔首次发现了砷化镓有光伏效应，并在玻璃上沉积硫化镉薄膜，制成了第一块薄膜太阳能电池。;太阳能电池的发展历史;太阳能电池的应用;太阳能电池的应用;太阳能电池的应用;太阳能电池的应用;太阳能电池的应用;太阳能电池的应用;全球太阳能电池市场;太阳能电池转换效率;太阳能电池发展的主要制约因素;半导体材料的禁带不能太宽 要有较高的光电转换效率 材料本身对环境不造成污染 材料便于工业化生产且材料性能稳定 ;太阳能电池材料;晶体硅太阳能电池;单晶硅太阳能电池外观;单晶硅太阳能电池性能改善措施;单晶硅太???电池的制作过程： ①砂子还原成冶金级硅：石英砂(SiO2)在电弧炉中用C还原为Si和CO，纯度一般95-99%，杂质为Fe、Al、Ga、Mg等。②冶金级硅提纯为半导体级硅：由工业硅制成硅的卤化物(如三氯硅烷，四氯化硅)通过还原剂还原成为元素硅，最后长成棒状(或针状、块状)多晶硅。③半导体级硅转变为硅片：多晶硅经过区熔法(Fz)和坩埚直拉法(CG)制成单晶硅棒。④硅片制成太阳电池：主要包括表面准备（化学处理和表面腐蚀）、扩散制(P-N)结、去边、去除背结、制作上下电极、制作减反射膜等。⑤太阳电池封装成电池组件：将若干单体电池串、并联连接并严密封装成组件，主要有上盖板、粘接剂、底板、边框等部分。;硅太阳能电池制造工艺;1. 清洗蚀刻 2. 磷扩散 ;3. 鍍抗反 射层 4. 网印 5. 烧结;多晶硅太阳能电池;非晶硅薄膜太阳能电池;低成本 晶体硅太阳电池的基本厚度为240-270?m，硅片的成本就占整个太阳电池成本的65-70%；非晶硅薄膜太阳电池的厚度0.5um。 主要原材料是生产高纯多晶硅过程中使用的硅烷，这种气体，化学工业可大量供应，且十分便宜，制造一瓦非晶硅太阳能电池的原材料本约RMB3.5-4（效率高于6%） 非晶硅太阳电池及其它薄膜太阳电池，是太阳能电池的主要发展方向。;非晶硅太阳能电池存在的问题;稳定性问题 非晶硅太阳能电池的光致衰减，所谓的W-S效应，是影响其大规模生产的重要因素。目前，柔性基体非晶硅太阳能电池稳定效率已超过10%，已具备作为空间能源的基本条件。 ;非晶硅太阳电池的市场;与建筑相配合,建造太阳能房 ;中国非晶硅太阳电池产业;化合物太阳能电池;砷化镓(GaAs)太阳电池;砷化镓(GaAs)太阳电池;CdTe太阳能电池;CdTe电池组件制备;近空间升华法（CSS） 沉积装置如图 所示。采用高纯 CdTe薄片或粉料作源 ,两石墨块的间距约 1～30 mm ,衬底温度 550～650 ℃,源温度比衬底高 80～100 ℃,反应室充 N2 ,真空度为 7. 5 ×102～7. 5 ×103Pa。 再经过氧气或氯气表面钝化；硝酸、硝酸-冰乙酸等溶液择优腐蚀，获取具有绒面结构的CdTe薄膜。;CuInSe(CIS)太阳能电池;有机太阳能电池;有机化合物太阳能电池; ;工作原理;　Bach U ,Lupo D ,Comte P , et al . Nat ure ,1998 ,395 :583 O’Rega