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1、电气文献检索与科技电气文献检索与科技 文献写作文献写作科技论文名称：科技论文名称：太阳能电池的现状及其发展市场班班 级：级：_09050442_学学 号：号：_0905044243_指指 导导 老老 师：师：_张利平_提提 交交 时时 间：间：_2011.12.6_太阳能电池的现状及其发展市场王健（太原中北大学信息与通信工程学院电气工程系，山西太原 030051）The present situation and development of solar cell marketWang Jian(school of information and communication engineeri
2、ng ,north university of china , 030051)摘摘 要要：近年来，当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成 为制约国际社会经济发展的瓶颈时，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太 阳能资源，寻求经济发展的新动力。欧洲一些高水平的核研究机构也开始转向可再生 能源。在国际光伏市场巨大潜力的推动下，各国的太阳能电池制造业争相投入巨资， 扩大生产，以争一席之地。随着我国新能源发展战略的提出和实施，我国太阳能电池 产业已经进入了高速发展的时期。本文从分析当前太阳能电池的现状出发，从太阳能 电池的原理、分类、组装生产等方面进行了探讨，也对其发展市场进行了
3、一定分析研 究。关键词关键词：太阳能电池；现状；发展市场。AbstractAbstract：In recent years, when the electric power, coal, oil and other non- renewable energy frequently raise an alarm, the energy issue has become the main bottleneck of the economic development of the international society, more and more countries began to impl
4、ement a “sunshine project“, the development of solar energy resources, seek new impetus of economic development. Some European high levels of nuclear research organizations are starting to turn to renewable energy. In the international photovoltaic market the push of great potential of all countries
5、 and the solar cell manufacturing compete in a huge, expand production to foot in the door. With Chinas new energy development strategy was put forward and the implementation, our country has entered into the solar cell industry the high speed development period. This paper, from the analysis of the
6、 present situation of the current solar cells, solar cells from the principle, classification, assembly production are discussed, and the development in the market to a certain analysis research. KeywordsKeywords：Solar battery; The present situation; Market development.0 引言太阳能一般是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作发电。
7、自地球形成生物就主 要以太阳提供的热和光生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物的 方法，如制盐和晒咸鱼等。但在化石燃料减少下，才有意把太阳能进一步发展。太阳 能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。太阳能发电一种新兴的可 再生能源。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等 等。1 太阳能电池的原理1.1 微观上的解释太阳光照在半导体 p-n 结上，形成新的空穴-电子对，在 p-n 结电场的作用下，空 穴由 p 区流向 n 区，电子由 n 区流向 p 区，接通电路后就形成电流。这就是光电效应 太阳能电池的工作原理。 1.2 太阳能发电的两种方式
8、光热电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由太阳能集热器 将所吸收的热能转换成工质的蒸气，再驱动汽轮机发电。前一个过程是光热转换过 程；后一个过程是热电转换过程。光电直接转换方式该方式是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能，光 电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳 光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上 时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。当许多个电池串联或并联起 来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。2 太阳能电池的分类2.1 分类概要 太阳能电池根据所用材料的不同，太阳能电池还可
9、分为：硅太阳能电池、多元化 合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池、有机 太阳能电池，其中硅太阳能电池是目前发展最成熟的，在应用中居主导地位。 2.2 具体分类如下（1）硅太阳能电池分为单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜 太阳能电池三种。 单晶硅太阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟。而多晶硅薄膜 太阳能电池与单晶硅比较,成本低廉，而效率高于非晶硅薄膜电池，其实验室最高转换 效率为 18%,工业规模生产的转换效率为 10%。至于非晶硅薄膜太阳能电池则成本低重 量轻，转换效率较高，便于大规模生产，有极大的潜力。（2）多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机
10、盐，其主要包括砷化镓 III-V 族化合 物、硫化镉、硫化镉及铜锢硒薄膜电池等。 （3）聚合物多层修饰电极型太阳能电池以有机聚合物代替无机材料是刚刚开始的 一个太阳能电池制造的研究方向。由于有机材料柔性好，制作容易，材料来源广泛， 成本底等优势，从而对大规模利用太阳能，提供廉价电能具有重要意义。 （4）纳米晶太阳能电池是新近发展的，优点在于它廉价的成本和简单的工艺及稳 定的性能。其光电效率稳定在 10%以上，制作成本仅为硅太阳电池的 1/51/10寿命 能达到 20 年以上。 此类电池的研究和开发刚刚起步，不久的将来会逐步走上市场。 （5）有机薄膜太阳能电池，就是由有机材料构成核心部分的太阳能
11、电池。如今量 产的太阳能电池里，95%以上是硅基的，而剩下的不到 5%也是由其它无机材料制成的。 （6）染料敏化太阳能电池，是将一种色素附着在 TiO2 粒子上，然后浸泡在一种 电解液中。色素受到光的照射，生成自由电子和空穴。自由电子被 TiO2 吸收，从电极 流出进入外电路，再经过用电器，流入电解液，最后回到色素。 染料敏化太阳能电池 的制造成本很低，这使它具有很强的竞争力。它的能量转换效率为 12%左右。 3 太阳电池组装工艺由于电池片制作条件的随机性，生产出来的电池性能不尽相同，所以为了有效的 将性能一致或相近的电池组合在一起，所以应根据其性能参数进行分类；电池测试即 通过测试电池的输出
12、参数的大小对其进行分类。以提高电池的利用率，做出质量合格 的电池组件。 首先背面焊接是将 36 片电池串接在一起形成一个组件串，我们目前采用的工艺是 手动的，电池的定位主要靠一个膜具板，上面有 36 个放置电池片的凹槽，槽的大小和 电池的大小相对应，槽的位置已经设计好，不同规格的组件使用不同的模板，操作者 使用电烙铁和焊锡丝将“前面电池”的正面电极（负极）焊接到“后面电池”的背面 电极（正极）上。 在组件背面引线处焊接一个盒子，以利于电池与其他设备或电池间的连接。高压 测试是指在组件边框和电极引线间施加一定的电压，测试组件的耐压性和绝缘强度， 以保证组件在恶劣的自然条件（雷击等）下不被损坏。
13、测试的目的是对电池的输出功率进行标定，测试其输出特性，确定组件的质量等 级。目前主要就是模拟太阳光的测试 Standard test condition（STC）,一般一块电池 板所需的测试时间在 7-8 秒左右。 4 太阳能电池发展市场4.1 太阳能电池发展市场概要目前，我国已成为全球主要的太阳能电池生产国。2007 年全国太阳能电池产量达 到 1188MW，同比增长 293%。中国已经成功超越欧洲、日本为世界太阳能电池生产第一 大国。在产业布局上，我国太阳能电池产业已经形成了一定的集聚态势。在长三角、 环渤海、珠三角、中西部地区，已经形成了各具特色的太阳能产业集群。同时可借鉴 国外的成功经
14、验，在公共设施、政府办公楼等领域强制推广使用太阳能，充分发挥政 府的示范作用，推动国内市场尽快起步和良性发展。 4.2 绿色环保节能太阳能能源结构中将占到 30%以上，而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达 到 10%以上；到 2040 年，可再生能源将占总能耗的 50%以上，太阳能光伏发电将占总 电力的 20%以上；到 21 世纪末，可再生能源在能源结构中将占到 80%以上，太阳能发 电将占到 60%以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重 要的战略地位。由此可以看出，太阳能电池市场前景广阔。 4.3 利用太阳能电池的离网发电系统太阳能离网发电系统包括 1、太
15、阳能控制器(光伏控制器和风光互补控制器)对所发 的电能进行调节和控制，一方面把调整后的能量送往直流负载或交流负载，另一方面 把多余的能量送往蓄电池组储存，当所发的电不能满足负载需要时，太阳能控制器又 把蓄电池的电能送往负载。2、太阳能蓄电池组的任务是贮能，以便在夜间或阴雨天保 证负载用电。3、太阳能逆变器2负责把直流电转换为交流电，供交流负荷使用。太 阳能逆变器是光伏风力发电系统的核心部件。由于使用地区相对落后、偏僻，维护困 难，为了提高光伏风力发电系统的整体性能，保证电站的长期稳定运行，对逆变器的 可靠性提出了很高的要求。另外由于新能源发电成本较高，太阳能逆变器的高效运行 也显得非常重要。
16、4.4 利用太阳能电池的并网发电系统可再生能源并网发电系统是将光伏阵列、风力机以及燃料电池等产生的可再生能 源不经过蓄电池储能，通过并网逆变器直接反向馈入电网的发电系统。因为直接将电 能输入电网，免除配置蓄电池，省掉了蓄电池储能和释放的过程，可以充分利用可再 生能源所发出的电力，减小能量损耗，降低系统成本。并网发电系统能够并行使用市 电和可再生能源作为本地交流负载的电源，降低整个系统的负载缺电率。同时，可再生能源并网系统可以对公用电网起到调峰作用。并网发电系统是太阳能风力发电的发 展方向，代表了 21 世纪最具吸引力的能源利用技术。 结束语综上所述，未来 10 年，晶体硅太阳能电池所占份额尽管会因薄膜太阳能电池的发 展等原因而下降，但其主导地位仍不会改变。薄膜电池如果能够解决转换效率不高、 制备薄膜电池所用设备价格昂贵等问题，会有巨大的发展空间。黄维教授提醒泉州
