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1、光伏技术的进展情况光伏技术的进展情况池玉娟池玉娟一、国际光伏技术现状一、国际光伏技术现状增长：增长：从从1999年的年的200MW到到2004年的年的1260MW。平均年增长率超过平均年增长率超过302004年在年在2003年的基础上猛增年的基础上猛增69 在光伏器件及制造技术方面，自光伏在光伏器件及制造技术方面，自光伏电池问世以来，晶体硅就作为基本的电池电池问世以来，晶体硅就作为基本的电池材料一直保持着主导地位，因此世界光伏材料一直保持着主导地位，因此世界光伏技术围绕晶体硅材料发展最成熟。晶体硅技术围绕晶体硅材料发展最成熟。晶体硅太阳电池是目前国际光伏市场上的主流产太阳电池是目前国际光伏市场
2、上的主流产品品2004年晶体硅电池，包括单晶硅、多晶硅和带硅电池，占世界太阳电池比例超过了94 在晶体硅电池中，在晶体硅电池中，20032004年年单晶硅比例上升，多晶硅比例有单晶硅比例上升，多晶硅比例有所下降所下降非晶硅从非晶硅从1999年的年的12下降到下降到2004年的年的4其他薄膜电池所占比例加起来只其他薄膜电池所占比例加起来只有不到有不到2在太阳电池技术的研究方面，在太阳电池技术的研究方面，降低成本是目前和将来相当长时降低成本是目前和将来相当长时间的首要任务。世界主要太阳电间的首要任务。世界主要太阳电池生产国都在努力，在晶体硅太池生产国都在努力，在晶体硅太阳电池技术方面进行一系列的研
3、阳电池技术方面进行一系列的研究究围绕提高晶体硅，特别是单晶硅电围绕提高晶体硅，特别是单晶硅电池的转换效率，继续开发新技术，池的转换效率，继续开发新技术，如澳大利亚新南威尔士大学采用刻如澳大利亚新南威尔士大学采用刻槽技术及特殊的钝化技术，已经实槽技术及特殊的钝化技术，已经实现单晶硅电池转换效率达到现单晶硅电池转换效率达到24.7%降低晶体硅材料用量。晶体硅电池材料占到总生产成本的大约40。从两方面着手降低晶体硅材料的用量： (1(1）电池薄膜化。德国将单晶硅电池切割到）电池薄膜化。德国将单晶硅电池切割到4040mm厚，其转换效率可高达厚，其转换效率可高达2020。( (2）由于切割带来的晶体硅材
4、料损耗占到）由于切割带来的晶体硅材料损耗占到50，因，因此人们开发各种切割技术以降低材料损耗此人们开发各种切割技术以降低材料损耗优化电池组件的设计，提高电优化电池组件的设计，提高电池组件的效率。利用转化效率较低池组件的效率。利用转化效率较低的单电池，组装出电池组件效率较的单电池，组装出电池组件效率较高的电池模块高的电池模块 太阳能电池实现薄膜化，是当前国际上研发太阳能电池实现薄膜化，是当前国际上研发的主要方向之一。如采用直接从硅熔体中拉出厚的主要方向之一。如采用直接从硅熔体中拉出厚度在度在100m的晶体硅带。人们也在研究利用液相的晶体硅带。人们也在研究利用液相或气相沉积，如化学气相沉积的方法制
5、备晶体硅或气相沉积，如化学气相沉积的方法制备晶体硅薄膜作为太阳电池材料。这时可以采用成本较低薄膜作为太阳电池材料。这时可以采用成本较低的冶金硅或者其他廉价基体材料，如玻璃、石墨的冶金硅或者其他廉价基体材料，如玻璃、石墨和陶瓷等。在廉价衬底上采用低温制备技术沉积和陶瓷等。在廉价衬底上采用低温制备技术沉积半导体薄膜的光伏器件，材料与器件制备可同时半导体薄膜的光伏器件，材料与器件制备可同时完成，工艺技术简单，便于大面积连续化生产；完成，工艺技术简单，便于大面积连续化生产；制备能耗低，可以缩短回收期。在不用晶体硅作制备能耗低，可以缩短回收期。在不用晶体硅作为基底材料的衬底上气相沉积得到的多晶硅转换为基
6、底材料的衬底上气相沉积得到的多晶硅转换效率也达到效率也达到12以上以上除了晶体硅薄膜电池以外，其他薄膜除了晶体硅薄膜电池以外，其他薄膜电池材料的研究也在取得进展。目前已实电池材料的研究也在取得进展。目前已实现产业化和正在实现产业化的有非晶硅薄现产业化和正在实现产业化的有非晶硅薄膜和多晶化合物半导体薄膜电池（碲化镉、膜和多晶化合物半导体薄膜电池（碲化镉、硒铟铜）。非晶硅薄膜主要采用化学气相硒铟铜）。非晶硅薄膜主要采用化学气相沉积制备。在提高单纯非晶硅太阳电池的沉积制备。在提高单纯非晶硅太阳电池的转化效率的研究进展不大，目前的技术水转化效率的研究进展不大，目前的技术水平是低于平是低于8。因此人们研
7、究利用叠层技术。因此人们研究利用叠层技术以提高非晶硅电池效率以提高非晶硅电池效率 如如a-Si/a-GeSi/a-SiGe叠层电池实验室最高效率达到叠层电池实验室最高效率达到15.6%。非晶硅。非晶硅/多晶硅叠层电池（多晶硅叠层电池（HIT）也是一种效率很也是一种效率很高的叠层电池。高的叠层电池。Sanyo开发出效率达开发出效率达20.7%的的a-Si/c-Si电池。电池。CIGS电池研究方面人们试图利用其他材料如稀土元素替电池研究方面人们试图利用其他材料如稀土元素替代资源稀少的代资源稀少的In。在在CdTe化合物半导体薄膜电池研究方化合物半导体薄膜电池研究方面，虽然面，虽然CdTe稳定、无害
8、，但稳定、无害，但Cd和和Te分别是有毒的，人分别是有毒的，人们正试图研究部分替代材料。其他化合物半导体材料的研们正试图研究部分替代材料。其他化合物半导体材料的研究也取得了令人瞩目的成就。据报道，美国国家可再生能究也取得了令人瞩目的成就。据报道，美国国家可再生能源实验室和光谱试验室在锗衬底上生长出源实验室和光谱试验室在锗衬底上生长出GaInP/GaAs/Ge三节电池涂层，结合金属连接和抗反射涂层，通过对标准三节电池涂层，结合金属连接和抗反射涂层，通过对标准1.5AM太阳光谱聚光，获得太阳光谱聚光，获得47倍太阳光强度，从而得到创倍太阳光强度，从而得到创纪录的纪录的32.3%的光电转换效率的光电
9、转换效率 染料敏化太阳电池染料敏化太阳电池(DSC)最近取得较大进最近取得较大进展。大面积（展。大面积（100cm2）DSC转换效率已达到转换效率已达到6。这类电池所用主要材料为导电玻璃和。这类电池所用主要材料为导电玻璃和TiO2，来源比较丰富，电池制备工艺也比较简单，来源比较丰富，电池制备工艺也比较简单，具有较大的潜在价格优势。但是这类电池的转具有较大的潜在价格优势。但是这类电池的转换效率还有待进一步提高，电池运行的稳定性换效率还有待进一步提高，电池运行的稳定性还需要进一步经受考验还需要进一步经受考验我国的光伏电池技术是从我国的光伏电池技术是从20世纪世纪60年代年代发展空间用太阳电池开发起
10、步的，地面用光发展空间用太阳电池开发起步的，地面用光伏电池的生产从伏电池的生产从70年代初开始。经过多年努年代初开始。经过多年努力，我国光伏发电技术有了很大发展，光伏力，我国光伏发电技术有了很大发展，光伏电池转换效率不断提高，目前单晶硅电池实电池转换效率不断提高，目前单晶硅电池实验室效率达验室效率达20.4%，批量生产效率为，批量生产效率为14%，多晶硅实验室效率为多晶硅实验室效率为15%。二、我国太阳电池进展 我国的太阳电池主要的低成本技我国的太阳电池主要的低成本技术及生产能力是在术及生产能力是在20世纪世纪80年代中期年代中期建立起来的。建立起来的。2000年后，我国多晶硅年后，我国多晶硅
11、电池和组件逐步开始形成规模生产，电池和组件逐步开始形成规模生产，目前批量生产效率不断提高。与发达目前批量生产效率不断提高。与发达国家相比，技术差距在不断缩小。近国家相比，技术差距在不断缩小。近几年来，光伏应用范围进一步拓展几年来，光伏应用范围进一步拓展上海交通大学国飞绿色能源有限上海交通大学国飞绿色能源有限公司，批量产品规格尺寸国产化最大，公司，批量产品规格尺寸国产化最大，单体和组件技术性能和外观质量基本单体和组件技术性能和外观质量基本达到国外同类产品的水平。单体车间达到国外同类产品的水平。单体车间的年生产能力在的年生产能力在1MW以上，组件年以上，组件年封装能力达到封装能力达到5MW在大规模
12、生产方面，中澳合资尚德公司晶体硅太阳电池生产能力2004年6月已达到50兆瓦，12月达到75兆瓦生产能力，2005年底之前实现150兆瓦的生产能力，太阳电池组件生产能力已达到50兆瓦，已是国际前10名的生产水平。保定英利新能源有限公司全套引进具有先进水平的太阳能硅片（多晶硅）、电池、组件生产线，年生产能力达48 MW 2004年10月5日，由中科院等离子体物理研究所为主要承担单位的大面积染料敏化纳米薄膜太阳电池研究项目近期取得了重大突破性进展，建成了500瓦规模的小型示范电站 大面积染料敏化纳米薄膜太阳电大面积染料敏化纳米薄膜太阳电池研究建成池研究建成500瓦示范电站瓦示范电站 中国建成中国建
13、成500瓦染料敏化纳瓦染料敏化纳米薄膜太阳电池示范电站，光电米薄膜太阳电池示范电站，光电转换效率达到转换效率达到5%，这是本领域，这是本领域里突破性的进展里突破性的进展联联合合中中科科院院化化学学所所和和理理化化所所，他他们们从从0.50.5厘厘米米0.50.5厘厘米米太太阳阳电电池池的的基基础础研研究究入入手手，逐逐步步发发展展到到1.51.5厘厘米米55厘厘米米的的电电池池。在在大大面面积积电电池池科科学学研研究究和和制制作作工工艺艺技技术术上上取取得得突突破破，制制备备出出1515厘厘米米2020厘厘米米的的电电池池板板，在在室室内内一一个个太太阳阳光光照照时时光光电电转转换换效效率率为
14、为6.2%6.2%，0.50.5个个太太阳阳光光照照时时效效率率达达到到7.3%7.3%，组组成成的的4040厘厘米米6060厘厘米米实实用用化化电电池池组组件件，室室外外0.950.95个个太太阳阳光光照照光光电电转转换换效效率率达达6.41%6.41%，同同时时组组装装出出了了0.80.8米米1.81.8米米的的电电池池方方阵阵。近近期期，在在实实验验室室小小批批量量实实用用化化生生产产和和技技术术研研究究上上取取得得重重大大进进展展，建建成成500500瓦瓦规规模模的的小小型型示示范范电电站站，其其电电池池方方阵阵面面积积为为14.414.4平平方方米米，光光电电转转换换效效率率达达到到
15、5%5%。这这项项成成果果使使我我国国大大面面积积染染料料敏敏化化纳纳米米薄薄膜膜太太阳阳电电池池的的研研制制水水平平处处于于国国际际领领先先地地位位，为为进进一一步步推推动动低低成成本本太太阳阳电电池在我国的实用化打下了牢固基础。池在我国的实用化打下了牢固基础。 我国太阳电池发展要有所突破我国太阳电池发展要有所突破一方面需要以市场需求来带动技术一方面需要以市场需求来带动技术的发展，通过企业实现技术创新；的发展，通过企业实现技术创新；另一方面，国家需要在制定政策和另一方面，国家需要在制定政策和科技发展规划方面，促进太阳电池科学科技发展规划方面，促进太阳电池科学技术的发展。技术的发展。国家和地方政府要采取政策，国家和地方政府要采取政策，引导我国具有雄厚经济实力的能源引导我国具有雄厚经济实力的能源公司和企业参加太阳电池产业的发公司和企业参加太阳电池产业的发展。日本、美国和欧洲具有雄厚经展。日本、美国和欧洲具有雄厚经济实力的大公司积极涉入太阳电池济实力的大公司积极涉入太阳电池的生产，我国大的能源企业则参与的生产，我国大的能源企业则参与很少很少
