1_新能源材料(2024秋).pptxVIP

荣誉大学;未来五十年人类面临十大问题;从1850年至今，美国二氧化碳排放量超过5090亿吨，占

全球总量的20.3%，是全球最大的累计排放国。我国排在第二位，

累计二氧化碳排放量约2884亿吨，占全球11.4%。虽然我国

历史人均累计碳排放量远低于发达国家，但单位国内生产总值(GD

P)能耗与碳排放量远高于发达国家。发展新能源，实现能源转型，

降低化石能源消费，提高能源利用率，节能减排，构建绿色低碳的能

源体系，是降低二氧化碳排放、实现碳中和的重要举措。;生物质能(biomassenergy)中国再生能源分布图;第三节能源转换;能源系统是月球研究站和月球基地的重要组成部分之一。针对月球表面

能量需求，提出了不同的发电和储能方案。不同月球基地阶段对应的发电技

术：(A)无人(机器人)月球基地一温差发电技术；(B)短期驻人月球

基地一再生燃料电池发电技术：(C)长期驻人月球基地和月球村一热力发

电技术。;可再生能源的固有不连续、不稳定、不可控性的缺陷，使得大规

模接入电网影响会到电网的稳定性和安全性。储能则是解决可再生能

源发电实现跟踪计划发电，实现安全稳定供电的必要手段。;抽水蓄能是全球装机规模最大的储能技术，也是目前发展最为成熟的

储能技术。大部分抽水蓄能电站和水电站、核电站一起结合应用，在很多

国家都有推广，尤其是发达国家，在核电的开发、水能、风能的利用和蓄

能配套方面已有一定成功经验，其中日本、美国和欧洲等国的抽水蓄能电

站装机容量占全世界抽水蓄能电站总和的80%以上。;身边的能量;太阳是一

个巨大无尽的

洁净能源中心，

在太阳内都进

行的由“氢”

到“氮”核聚

变反应已经持

续了几十亿年。

累体(太阳)

辐射出不同波

长(频率)的

电磁波，如红、

紫外线，可见

光等等。;半导体：导电性能介于导体

与绝缘体之间的物体，室温时其

电导率的数值为102~10?1?Ω

1-cm?1。按半导体所含杂质的不

同，分为电子型(n型)和空穴

型(p型)两类。;半导体材料(seniconductormaterial)指锗、硅、砷化镓一类

材料，其电阻率在导电能力介于导体与绝缘体之间。;当半导???的温度升高或受到光照等外界因素的影响，某些共价键

中的价电子获得了足够的能量，足以挣脱共价键的束缚，跃迁到导带，

成为自由电子，同时在共价键中留下相同数量的空穴。导带中的电子

和价带中的空穴合称为电子————空穴对。本征激发所产生的自由电子

和空穴数目是相同的，半导体中有两种载流子：自由电子和空穴。;半导体的导电特性;光电效应;实际上，并非所产生的全部光生载流子都对光生电流有贡献。P

区产生的光生空穴，N区产生的光生电子，都被势垒阻挡而不能过结。

只有P区的光生电子和N区的光生空穴和结区的电子空穴对(少子)

扩散到结电场附近时能在内建电场作用下漂移过结。故可以认为在结

附近平均扩散距离内所产生的光生载流子都对光电流有贡献。而产生

的位置距离结区超过平均扩散距离的电子空穴对，在扩散过程中将全

部复合掉，对PN结光电效应无贡献。;单晶硅太阳能电池转换效率无疑是最高的，在大规模应用和工业

生产中仍占据主导地位，但由于受单晶硅材料价格及相应的繁琐的电

池工艺影响，致使单晶硅成本价格居高不下，要想大幅度降低其成本

是非常困难的。;多晶硅光电池的转

换效率最高只有18.6

%，使用寿命也比单晶

硅太阳能电池短，但成

本更低，但由于多晶硅

材料多以浇铸代替了单

晶硅的拉制过程，因而

生产时间缩短，制造成

本大幅度降低。多晶硅

光伏电池的制造工艺和

单晶硅光伏电池相差不

大，所用的设备也基本

相同，其技术水平提升

很快，与单晶硅的差距

正在逐步减小。;表面织构化：多晶硅;丝网印刷;短路电流(short-circuitcurrent,I,。):在物理学中,电流不通

过电器直接接通叫做短路。发生短路时，因电流过大往往引起机器损

坏或火灾。对光伏电池而言，是指将太阳能电池置于标准光源的照射

下，在输出端矩路时，流过太阳能电池两端的电流。;第三节化合物薄膜光伏材料;叠层太阳能电池由在制备的

P、i、N层单结太阳能电池

上再沉积一个或多个P=i=

N子电池制得的。提高转换效

率、解决单结电池不稳定性的

关键问题在于：①它把不同禁

带宽度的材料组合在一起，提

高了光谱的响应范围：②顶电

池的1层较薄，光照产生的电

场强度变化不大，保证i层中

的光生载流子抽出；③底电池

产生的载流子约为单电池的一

半，光致衰退效应减小；④叠

层太阳能电池各子电池是串联

在一起的。目前美国公司制得

的单结光伏电池最高转换效率

为9.3%，三叠层电池最高