太陽(yáng)能電池 又名：光伏電池

       以光電效應(yīng)工作的薄膜式太陽(yáng)能電池為主流，而以光化學(xué)效應(yīng)工作的濕式太陽(yáng)能電池則還處于萌芽階段。

原理

       太陽(yáng)光照在半導(dǎo)體p-n結(jié)上，形成新的空穴-電子對(duì)，在p-n結(jié)電場(chǎng)的作用下，空穴由n區(qū)流向p區(qū)，電子由p區(qū)流向n區(qū)，接通電路后就形成電流。這就是光電效應(yīng)太陽(yáng)能電池的工作原理。

       太陽(yáng)能發(fā)電方式太陽(yáng)能發(fā)電有兩種方式，一種是光—熱—電轉(zhuǎn)換方式，另一種是光—電直接轉(zhuǎn)換方式。

       （1）光—熱—電轉(zhuǎn)換方式通過(guò)利用太陽(yáng)輻射產(chǎn)生的熱能發(fā)電，一般是由太陽(yáng)能集熱器將所吸收的熱能轉(zhuǎn)換成工質(zhì)的蒸氣，再驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。前一個(gè)過(guò)程是光—熱轉(zhuǎn)換過(guò)程；后一個(gè)過(guò)程是熱—電轉(zhuǎn)換過(guò)程，與普通的火力發(fā)電一樣.太陽(yáng)能熱發(fā)電的缺點(diǎn)是效率很低而成本很高，估計(jì)它的投資至少要比普通火電站貴5～10倍.一座1000MW的太陽(yáng)能熱電站需要投資20～25億美元，平均1kW的投資為2000～2500美元。因此，目前只能小規(guī)模地應(yīng)用于特殊的場(chǎng)合，而大規(guī)模利用在經(jīng)濟(jì)上很不合算，還不能與普通的火電站或核電站相競(jìng)爭(zhēng)。

       （2）光—電直接轉(zhuǎn)換方式該方式是利用光電效應(yīng)，將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能，光—電轉(zhuǎn)換的基本裝置就是太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能電池是一種由于光生伏特效應(yīng)而將太陽(yáng)光能直接轉(zhuǎn)化為電能的器件，是一個(gè)半導(dǎo)體光電二極管，當(dāng)太陽(yáng)光照到光電二極管上時(shí)，光電二極管就會(huì)把太陽(yáng)的光能變成電能，產(chǎn)生電流。當(dāng)許多個(gè)電池串聯(lián)或并聯(lián)起來(lái)就可以成為有比較大的輸出功率的太陽(yáng)能電池方陣了。太陽(yáng)能電池是一種大有前途的新型電源，具有永久性、清潔性和靈活性三大優(yōu)點(diǎn).太陽(yáng)能電池壽命長(zhǎng)，只要太陽(yáng)存在，太陽(yáng)能電池就可以一次投資而長(zhǎng)期使用；與火力發(fā)電、核能發(fā)電相比，太陽(yáng)能電池不會(huì)引起環(huán)境污染；太陽(yáng)能電池可以大中小并舉，大到百萬(wàn)千瓦的中型電站，小到只供一戶(hù)用的太陽(yáng)能電池組，這是其它電源無(wú)法比擬的。

產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

       現(xiàn)階段以光電效應(yīng)工作的薄膜式太陽(yáng)能電池為主流，而以光化學(xué)效應(yīng)工作的濕式太陽(yáng)能電池則還處于萌芽階段。

全球太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

       據(jù)Dataquest的統(tǒng)計(jì)資料顯示,目前全世界共有136 個(gè)國(guó)家投入普及應(yīng)用太陽(yáng)能電池的熱潮中,其中有95 個(gè)國(guó)家正在大規(guī)模地進(jìn)行太陽(yáng)能電池的研制開(kāi)發(fā),積極生產(chǎn)各種相關(guān)的節(jié)能新產(chǎn)品。1998年,全世界生產(chǎn)的太陽(yáng)能電池,其總的發(fā)電量達(dá)1000兆瓦,1999年達(dá) 2850兆瓦。2000年,全球有將近4600 家廠(chǎng)商向市場(chǎng)提供光電池和以光電池為電源的產(chǎn)品。

       目前,許多國(guó)家正在制訂中長(zhǎng)期太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)計(jì)劃,準(zhǔn)備在21世紀(jì)大規(guī)模開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能，美國(guó)能源部推出的是國(guó)家光伏計(jì)劃, 日本推出的是陽(yáng)光計(jì)劃。NREL光伏計(jì)劃是美國(guó)國(guó)家光伏計(jì)劃的一項(xiàng)重要的內(nèi)容，該計(jì)劃在單晶硅和高級(jí)器件、薄膜光伏技術(shù)、PVMaT、光伏組件以及系統(tǒng)性能和工程、 光伏應(yīng)用和市場(chǎng)開(kāi)發(fā)等5個(gè)領(lǐng)域開(kāi)展研究工作。

       美國(guó)還推出了"太陽(yáng)能路燈計(jì)劃",旨在讓美國(guó)一部分城市的路燈都改為由太陽(yáng)能供電,根據(jù)計(jì)劃,每盞路燈每年可節(jié)電 800 度。日本也正在實(shí)施太陽(yáng)能"7萬(wàn)套工程計(jì)劃"，日本準(zhǔn)備普及的太陽(yáng)能住宅發(fā)電系統(tǒng),主要是裝設(shè)在住宅屋頂上的太陽(yáng)能電池發(fā)電設(shè)備,家庭用剩余的電量還可以賣(mài)給電力公司。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)家庭可安裝一部發(fā)電3000瓦的系統(tǒng)。歐洲則將研究開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能電池列入著名的"尤里卡"高科技計(jì)劃，推出了"10萬(wàn)套工程計(jì)劃"。 這些以普及應(yīng)用光電池為主要內(nèi)容的"太陽(yáng)能工程"計(jì)劃是目前推動(dòng)太陽(yáng)能光電池產(chǎn)業(yè)大發(fā)展的重要?jiǎng)恿χ弧?/p>

       日本、韓國(guó)以及歐洲地區(qū)總共8個(gè)國(guó)家最近決定攜手合作,在亞洲內(nèi)陸及非洲沙漠地區(qū)建設(shè)世界上規(guī)模最大的太陽(yáng)能發(fā)電站,他們的目標(biāo)是將占全球陸地面積約1/4的沙漠地區(qū)的長(zhǎng)時(shí)間日照資源有效地利用起來(lái),為30萬(wàn)用戶(hù)提供100萬(wàn)千瓦的電能。計(jì)劃將從2001年開(kāi)始，花4年時(shí)間完成。

       目前,美國(guó)和日本在世界光伏市場(chǎng)上占有最大的市場(chǎng)份額。 美國(guó)擁有世界上最大的光伏發(fā)電廠(chǎng),其功率為7MW,日本也建成了發(fā)電功率達(dá)1MW的光伏發(fā)電廠(chǎng)。全世界總共有23萬(wàn)座光伏發(fā)電設(shè)備,以色列、澳大利亞、新西蘭居于領(lǐng)先地位。

       20世紀(jì)90年代以來(lái),全球太陽(yáng)能電池行業(yè)以每年15%的增幅持續(xù)不斷地發(fā)展。據(jù)Dataquest發(fā)布的最新統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)報(bào)告顯示,美國(guó)、日本和西歐工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家在研究開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能方面的總投資, 1998年達(dá)570億美元;1999年646億美元;2000年700億美元;2001年將達(dá)820億美元;2002年有望突破1000億美元。

我國(guó)太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

       我國(guó)對(duì)太陽(yáng)能電池的研究開(kāi)發(fā)工作高度重視,早在七五期間,非晶硅半導(dǎo)體的研究工作已經(jīng)列入國(guó)家重大課題;八五和九五期間,我國(guó)把研究開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)放在大面積太陽(yáng)能電池等方面。2003年10月，國(guó)家發(fā)改委、科技部制定出未來(lái)5年太陽(yáng)能資源開(kāi)發(fā)計(jì)劃，發(fā)改委"光明工程"將籌資100億元用于推進(jìn)太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用，計(jì)劃到2005年全國(guó)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)總裝機(jī)容量達(dá)到300兆瓦。

       2002年，國(guó)家有關(guān)部委啟動(dòng)了"西部省區(qū)無(wú)電鄉(xiāng)通電計(jì)劃"，通過(guò)太陽(yáng)能和小型風(fēng)力發(fā)電解決西部七省區(qū)無(wú)電鄉(xiāng)的用電問(wèn)題。這一項(xiàng)目的啟動(dòng)大大刺激了太陽(yáng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)，國(guó)內(nèi)建起了幾條太陽(yáng)能電池的封裝線(xiàn)，使太陽(yáng)能電池的年生產(chǎn)量迅速增加。我國(guó)目前已有10條太陽(yáng)能電池生產(chǎn)線(xiàn),年生產(chǎn)能力約為4.5MW,其中8條生產(chǎn)線(xiàn)是從國(guó)外引進(jìn)的,在這8條生產(chǎn)線(xiàn)當(dāng)中,有6條單晶硅太陽(yáng)能電池生產(chǎn)線(xiàn),2條非晶硅太陽(yáng)能電池生產(chǎn)線(xiàn)。據(jù)專(zhuān)家預(yù)測(cè),目前我國(guó)光伏市場(chǎng)需求量為每年5MW,2001～2010年,年需求量將達(dá)10MW,從2011年開(kāi)始,我國(guó)光伏市場(chǎng)年需求量將大于20MW。

       目前國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能硅生產(chǎn)企業(yè)主要有洛陽(yáng)單晶硅廠(chǎng)、河北寧晉單晶硅基地和四川峨眉半導(dǎo)體材料廠(chǎng)等廠(chǎng)商，其中河北寧晉單晶硅基地是世界最大的太陽(yáng)能單晶硅生產(chǎn)基地，占世界太陽(yáng)能單晶硅市場(chǎng)份額的25％左右。

       在太陽(yáng)能電池材料下游市場(chǎng)，目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)太陽(yáng)能電池的企業(yè)主要有無(wú)錫尚德、南京中電、保定英利、河北晶澳、林洋新能源、蘇州阿特斯、常州天合、云南天達(dá)光伏科技、寧波太陽(yáng)能電源、京瓷（天津）太陽(yáng)能等公司，總計(jì)年產(chǎn)能在800MW以上。

       2009年，國(guó)務(wù)院根據(jù)工信提供的報(bào)告指出多晶硅產(chǎn)能過(guò)剩，實(shí)際業(yè)界人并不認(rèn)可，科技部已經(jīng)表態(tài)，多晶硅產(chǎn)能并不過(guò)剩。

前景簡(jiǎn)析

       目前,太陽(yáng)能電池的應(yīng)用已從軍事領(lǐng)域、航天領(lǐng)域進(jìn)入工業(yè)、商業(yè)、農(nóng)業(yè)、 通信 、家用電器以及公用設(shè)施等部門(mén)，尤其可以分散地在邊遠(yuǎn)地區(qū)、高山、沙漠、海島和農(nóng)村使用，以節(jié)省造價(jià)很貴的輸電線(xiàn)路。但是在目前階段，它的成本還很高，發(fā)出1kW電需要投資上萬(wàn)美元，因此大規(guī)模使用仍然受到經(jīng)濟(jì)上的限制。

       但是，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，隨著太陽(yáng)能電池制造技術(shù)的改進(jìn)以及新的光—電轉(zhuǎn)換裝置的發(fā)明，各國(guó)對(duì)環(huán)境的保護(hù)和對(duì)再生清潔能源的巨大需求，太陽(yáng)能電池仍將是利用太陽(yáng)輻射能比較切實(shí)可行的方法，可為人類(lèi)未來(lái)大規(guī)模地利用太陽(yáng)能開(kāi)辟?gòu)V闊的前景。

分類(lèi)

       太陽(yáng)能電池按結(jié)晶狀態(tài)可分為結(jié)晶系薄膜式和非結(jié)晶系薄膜式(以下表示為a-)兩大類(lèi)，而前者又分為單結(jié)晶形和多結(jié)晶形。 

       按材料可分為硅薄膜形、化合物半導(dǎo)體薄膜形和有機(jī)膜形，而化合物半導(dǎo)體薄膜形又分為非結(jié)晶形(a-Si:H,a-Si:H:F,a-SixGel-x:H等)、ⅢV族(GaAs,InP等)、ⅡⅥ族(Cds系)和磷化鋅 (Zn 3 p 2 )等。

       太陽(yáng)能電池根據(jù)所用材料的不同，太陽(yáng)能電池還可分為：硅太陽(yáng)能電池、多元化合物薄膜太陽(yáng)能電池、聚合物多層修飾電極型太陽(yáng)能電池、納米晶太陽(yáng)能電池、有機(jī)太陽(yáng)能電池，其中硅太陽(yáng)能電池是目前發(fā)展最成熟的，在應(yīng)用中居主導(dǎo)地位。

（1）硅太陽(yáng)能電池

       硅太陽(yáng)能電池分為單晶硅太陽(yáng)能電池、多晶硅薄膜太陽(yáng)能電池和非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池三種。

       單晶硅太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率最高，技術(shù)也最為成熟。在實(shí)驗(yàn)室里最高的轉(zhuǎn)換效率為24.7%，規(guī)模生產(chǎn)時(shí)的效率為15%。在大規(guī)模應(yīng)用和工業(yè)生產(chǎn)中仍占據(jù)主導(dǎo)地位，但由于單晶硅成本價(jià)格高，大幅度降低其成本很困難，為了節(jié)省硅材料，發(fā)展了多晶硅薄膜和非晶硅薄膜做為單晶硅太陽(yáng)能電池的替代產(chǎn)品。

       多晶硅薄膜太陽(yáng)能電池與單晶硅比較,成本低廉，而效率高于非晶硅薄膜電池，其實(shí)驗(yàn)室最高轉(zhuǎn)換效率為18%,工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的轉(zhuǎn)換效率為10%。因此，多晶硅薄膜電池不久將會(huì)在太陽(yáng)能電地市場(chǎng)上占據(jù)主導(dǎo)地位。

       非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池成本低重量輕，轉(zhuǎn)換效率較高，便于大規(guī)模生產(chǎn)，有極大的潛力。但受制于其材料引發(fā)的光電效率衰退效應(yīng)，穩(wěn)定性不高，直接影響了它的實(shí)際應(yīng)用。如果能進(jìn)一步解決穩(wěn)定性問(wèn)題及提高轉(zhuǎn)換率問(wèn)題，那么，非晶硅大陽(yáng)能電池?zé)o疑是太陽(yáng)能電池的主要發(fā)展產(chǎn)品之一。

（2）多元化合物薄膜太陽(yáng)能電池

       多元化合物薄膜太陽(yáng)能電池材料為無(wú)機(jī)鹽，其主要包括砷化鎵III-V族化合物、硫化鎘、硫化鎘及銅錮硒薄膜電池等。

       硫化鎘、碲化鎘多晶薄膜電池的效率較非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池效率高，成本較單晶硅電池低，并且也易于大規(guī)模生產(chǎn)，但由于鎘有劇毒，會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，因此，并不是晶體硅太陽(yáng)能電池最理想的替代產(chǎn)品。

       砷化鎵（GaAs）III-V化合物電池的轉(zhuǎn)換效率可達(dá)28%，GaAs化合物材料具有十分理想的光學(xué)帶隙以及較高的吸收效率,抗輻照能力強(qiáng),對(duì)熱不敏感，適合于制造高效單結(jié)電池。但是GaAs材料的價(jià)格不菲,因而在很大程度上限制了用GaAs電池的普及。

       銅銦硒薄膜電池（簡(jiǎn)稱(chēng)CIS）適合光電轉(zhuǎn)換，不存在光致衰退問(wèn)題，轉(zhuǎn)換效率和多晶硅一樣。具有價(jià)格低廉、性能良好和工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，將成為今后發(fā)展太陽(yáng)能電池的一個(gè)重要方向。唯一的問(wèn)題是材料的來(lái)源，由于銦和硒都是比較稀有的元素，因此，這類(lèi)電池的發(fā)展又必然受到限制。

（3）聚合物多層修飾電極型太陽(yáng)能電池

       以有機(jī)聚合物代替無(wú)機(jī)材料是剛剛開(kāi)始的一個(gè)太陽(yáng)能電池制造的研究方向。由于有機(jī)材料柔性好，制作容易，材料來(lái)源廣泛，成本底等優(yōu)勢(shì)，從而對(duì)大規(guī)模利用太陽(yáng)能，提供廉價(jià)電能具有重要意義。但以有機(jī)材料制備太陽(yáng)能電池的研究?jī)H僅剛開(kāi)始，不論是使用壽命，還是電池效率都不能和無(wú)機(jī)材料特別是硅電池相比。能否發(fā)展成為具有實(shí)用意義的產(chǎn)品，還有待于進(jìn)一步研究探索。

（4）納米晶太陽(yáng)能電池

       納米TiO2晶體化學(xué)能太陽(yáng)能電池是新近發(fā)展的，優(yōu)點(diǎn)在于它廉價(jià)的成本和簡(jiǎn)單的工藝及穩(wěn)定的性能。其光電效率穩(wěn)定在10％以上，制作成本僅為硅太陽(yáng)電池的1/5～1/10．壽命能達(dá)到2O年以上。

       但由于此類(lèi)電池的研究和開(kāi)發(fā)剛剛起步，估計(jì)不久的將來(lái)會(huì)逐步走上市場(chǎng)。

（5）有機(jī)太陽(yáng)能電池

       有機(jī)太陽(yáng)能電池，顧名思義，就是由有機(jī)材料構(gòu)成核心部分的太陽(yáng)能電池。大家對(duì)有機(jī)太陽(yáng)能電池不熟悉，這是情理中的事。如今量產(chǎn)的太陽(yáng)能電池里，95％以上是硅基的，而剩下的不到5％也是由其它無(wú)機(jī)材料制成的。

生產(chǎn)工藝

       組件線(xiàn)又叫封裝線(xiàn)，封裝是太陽(yáng)能電池生產(chǎn)中的關(guān)鍵步驟，沒(méi)有良好的封裝工藝，多好的電池也生產(chǎn)不出好的組件板。電池的封裝不僅可以使電池的壽命得到保證，而且還增強(qiáng)了電池的抗擊強(qiáng)度。產(chǎn)品的高質(zhì)量和高壽命是贏得可客戶(hù)滿(mǎn)意的關(guān)鍵，所以組件板的封裝質(zhì)量非常重要。

流程：

       1、電池檢測(cè)——2、正面焊接—檢驗(yàn)—3、背面串接—檢驗(yàn)—4、敷設(shè)（玻璃清洗、材料切割、玻璃預(yù)處理、敷設(shè)）——5、層壓——6、去毛邊（去邊、清洗）——7、裝邊框（涂膠、裝角鍵、沖孔、裝框、擦洗余膠）——8、焊接接線(xiàn)盒——9、高壓測(cè)試——10、組件測(cè)試—外觀檢驗(yàn)—11、包裝入庫(kù)

組件高效和高壽命如何保證：

       1、高轉(zhuǎn)換效率、高質(zhì)量的電池片 ；

       2、高質(zhì)量的原材料，例如：高的交聯(lián)度的EVA、高粘結(jié)強(qiáng)度的封裝劑（中性硅酮樹(shù)脂膠）、高透光率高強(qiáng)度的鋼化玻璃等；

       3、合理的封裝工藝

       4、員工嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)；

       由于太陽(yáng)電池屬于高科技產(chǎn)品，生產(chǎn)過(guò)程中一些細(xì)節(jié)問(wèn)題，一些不起眼問(wèn)題如應(yīng)該戴手套而不戴、應(yīng)該均勻的涂刷試劑而潦草完事等都是影響產(chǎn)品質(zhì)量的大敵，所以除了制定合理的制作工藝外，員工的認(rèn)真和嚴(yán)謹(jǐn)是非常重要的。

組裝工藝簡(jiǎn)介

       工藝簡(jiǎn)介：在這里只簡(jiǎn)單的介紹一下工藝的作用，給大家一個(gè)感性的認(rèn)識(shí).

       1、電池測(cè)試：由于電池片制作條件的隨機(jī)性，生產(chǎn)出來(lái)的電池性能不盡相同，所以為了有效的將性能一致或相近的電池組合在一起，所以應(yīng)根據(jù)其性能參數(shù)進(jìn)行分類(lèi)；電池測(cè)試即通過(guò)測(cè)試電池的輸出參數(shù)（電流和電壓）的大小對(duì)其進(jìn)行分類(lèi)。以提高電池的利用率，做出質(zhì)量合格的電池組件。

       2、正面焊接：是將匯流帶焊接到電池正面（負(fù)極）的主柵線(xiàn)上，匯流帶為鍍錫的銅帶，我們使用的焊接機(jī)可以將焊帶以多點(diǎn)的形式點(diǎn)焊在主柵線(xiàn)上。焊接用的熱源為一個(gè)紅外燈（利用紅外線(xiàn)的熱效應(yīng)）。焊帶的長(zhǎng)度約為電池邊長(zhǎng)的2倍。多出的焊帶在背面焊接時(shí)與后面的電池片的背面電極相連　

       3、背面串接：背面焊接是將36片電池串接在一起形成一個(gè)組件串，我們目前采用的工藝是手動(dòng)的，電池的定位主要靠一個(gè)膜具板，上面有36個(gè)放置電池片的凹槽，槽的大小和電池的大小相對(duì)應(yīng)，槽的位置已經(jīng)設(shè)計(jì)好，不同規(guī)格的組件使用不同的模板，操作者使用電烙鐵和焊錫絲將“前面電池”的正面電極（負(fù)極）焊接到“后面電池”的背面電極（正極）上，這樣依次將36片串接在一起并在組件串的正負(fù)極焊接出引線(xiàn)。

       4、 層壓敷設(shè)：背面串接好且經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)合格后，將組件串、玻璃和切割好的EVA 、玻璃纖維、背板按照一定的層次敷設(shè)好，準(zhǔn)備層壓。玻璃事先涂一層試劑（primer）以增加玻璃和EVA的粘接強(qiáng)度。敷設(shè)時(shí)保證電池串與玻璃等材料的相對(duì)位置，調(diào)整好電池間的距離，為層壓打好基礎(chǔ)。（敷設(shè)層次：由下向上：鋼化玻璃、EVA、電池片、EVA、玻璃纖維、背板）。

       5、組件層壓：將敷設(shè)好的電池放入層壓機(jī)內(nèi)，通過(guò)抽真空將組件內(nèi)的空氣抽出，然后加熱使EVA熔化將電池、玻璃和背板粘接在一起；最后冷卻取出組件。層壓工藝是組件生產(chǎn)的關(guān)鍵一步，層壓溫度層壓時(shí)間根據(jù)EVA的性質(zhì)決定。我們使用快速固化EVA時(shí)，層壓循環(huán)時(shí)間約為25分鐘。固化溫度為150℃。

       6、 修邊：層壓時(shí)EVA熔化后由于壓力而向外延伸固化形成毛邊，所以層壓完畢應(yīng)將其切除。

       7、裝框：類(lèi)似與給玻璃裝一個(gè)鏡框；給玻璃組件裝鋁框，增加組件的強(qiáng)度，進(jìn)一步的密封電池組件，延長(zhǎng)電池的使用壽命。邊框和玻璃組件的縫隙用硅酮樹(shù)脂填充。各邊框間用角鍵連接。

       8、 焊接接線(xiàn)盒：在組件背面引線(xiàn)處焊接一個(gè)盒子，以利于電池與其他設(shè)備或電池間的連接。

       9、 高壓測(cè)試：高壓測(cè)試是指在組件邊框和電極引線(xiàn)間施加一定的電壓，測(cè)試組件的耐壓性和絕緣強(qiáng)度，以保證組件在惡劣的自然條件（雷擊等）下不被損壞。

       10、 組件測(cè)試：測(cè)試的目的是對(duì)電池的輸出功率進(jìn)行標(biāo)定，測(cè)試其輸出特性，確定組件的質(zhì)量等級(jí)。目前主要就是模擬太陽(yáng)光的測(cè)試Standard test condition（STC）,一般一塊電池板所需的測(cè)試時(shí)間在7-8秒左右。

陣列設(shè)計(jì)步驟

　?。?計(jì)算負(fù)載24h消耗容量P。
       P=H/V
       V——負(fù)載額定電源

       2.選定每天日照時(shí)數(shù)T(H)。

       3.計(jì)算太陽(yáng)能陣列工作電流。
       IP=P(1+Q)/T
       Q——按陰雨期富余系數(shù)，Q=0.21～1.00

       4.確定蓄電池浮充電壓VF。
       鎘鎳(ＧＮ)和鉛酸(ＣＳ)蓄電池的單體浮充電壓分別為1.4～1.6V和2.2V。

       5.太陽(yáng)能電池溫度補(bǔ)償電壓VT。
       VT=2.1/430(T-25)VF

       6.計(jì)算太陽(yáng)能電池陣列工作電壓VP。
       VP=VF+VD+VT
       其中VD=0.5～0.7
       約等于VF

       7.太陽(yáng)電池陣列輸出功率ＷＰ平板式太陽(yáng)能電板。
       WP=IP×UP

       8.根據(jù)VP、WP在硅電池平板組合系列表格，確定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的串聯(lián)塊數(shù)和并聯(lián)組數(shù)。

發(fā)展市場(chǎng)

       當(dāng)電力、煤炭、石油等不可再生能源頻頻告急，能源問(wèn)題日益成為制約國(guó)際社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸時(shí)，越來(lái)越多的國(guó)家開(kāi)始實(shí)行“陽(yáng)光計(jì)劃”，開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能資源，尋求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)力。歐洲一些高水平的核研究機(jī)構(gòu)也開(kāi)始轉(zhuǎn)向可再生能源。在國(guó)際光伏市場(chǎng)巨大潛力的推動(dòng)下，各國(guó)的太陽(yáng)能電池制造業(yè)爭(zhēng)相投入巨資，擴(kuò)大生產(chǎn)，以爭(zhēng)一席之地。

       全球太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)1994-2004年10年里增長(zhǎng)了17倍，太陽(yáng)能電池生產(chǎn)主要分布在日本、歐洲和美國(guó)。2006年全球太陽(yáng)能電池安裝規(guī)模已達(dá)1744MW，較2005年成長(zhǎng)19％，整個(gè)市場(chǎng)產(chǎn)值已正式突破100億美元大關(guān)。2007年全球太陽(yáng)能電池產(chǎn)量達(dá)到3436MW，較2006年增長(zhǎng)了56%。

       中國(guó)對(duì)太陽(yáng)能電池的研究起步于1958年，20世紀(jì)80年代末期，國(guó)內(nèi)先后引進(jìn)了多條太陽(yáng)能電池生產(chǎn)線(xiàn)，使中國(guó)太陽(yáng)能電池生產(chǎn)能力由原來(lái)的3個(gè)小廠(chǎng)的幾百kW一下子提升到4個(gè)廠(chǎng)的4.5MW，這種產(chǎn)能一直持續(xù)到2002年，產(chǎn)量則只有2MW左右。2002年后，歐洲市場(chǎng)特別是德國(guó)市場(chǎng)的急劇放大和無(wú)錫尚德太陽(yáng)能電力有限公司的橫空出世及超常規(guī)發(fā)展給中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了前所未有的發(fā)展機(jī)遇和示范效應(yīng)。

       目前，我國(guó)已成為全球主要的太陽(yáng)能電池生產(chǎn)國(guó)。2007年全國(guó)太陽(yáng)能電池產(chǎn)量達(dá)到1188MW，同比增長(zhǎng)293%。中國(guó)已經(jīng)成功超越歐洲、日本為世界太陽(yáng)能電池生產(chǎn)第一大國(guó)。在產(chǎn)業(yè)布局上，我國(guó)太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成了一定的集聚態(tài)勢(shì)。在長(zhǎng)三角、環(huán)渤海、珠三角、中西部地區(qū)，已經(jīng)形成了各具特色的太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)集群。

       中國(guó)的太陽(yáng)能電池研究比國(guó)外晚了20年，盡管最近10年國(guó)家在這方面逐年加大了投入，但投入仍然不夠，與國(guó)外差距還是很大。政府應(yīng)加強(qiáng)政策引導(dǎo)和政策激勵(lì)，盡快解決太陽(yáng)能發(fā)電上網(wǎng)與合理定價(jià)等問(wèn)題。同時(shí)可借鑒國(guó)外的成功經(jīng)驗(yàn)，在公共設(shè)施、政府辦公樓等領(lǐng)域強(qiáng)制推廣使用太陽(yáng)能，充分發(fā)揮政府的示范作用，推動(dòng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)盡快起步和良性發(fā)展。

       太陽(yáng)能光伏發(fā)電在不遠(yuǎn)的將來(lái)會(huì)占據(jù)世界能源消費(fèi)的重要席位，不但要替代部分常規(guī)能源，而且將成為世界能源供應(yīng)的主體。預(yù)計(jì)到2030年，可再生能源在總能源結(jié)構(gòu)中將占到30％以上，而太陽(yáng)能光伏發(fā)電在世界總電力供應(yīng)中的占比也將達(dá)到10％以上；到2040年，可再生能源將占總能耗的50％以上，太陽(yáng)能光伏發(fā)電將占總電力的20％以上；到21世紀(jì)末，可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中將占到80％以上，太陽(yáng)能發(fā)電將占到60％以上。這些數(shù)字足以顯示出太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景及其在能源領(lǐng)域重要的戰(zhàn)略地位。由此可以看出，太陽(yáng)能電池市場(chǎng)前景廣闊。

離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)

       太陽(yáng)能離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)包括：

       1、太陽(yáng)能控制器(光伏控制器和風(fēng)光互補(bǔ)控制器)對(duì)所發(fā)的電能進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，一方面把調(diào)整后的能量送往直流負(fù)載或交流負(fù)載，另一方面把多余的能量送往蓄電池組儲(chǔ)存，當(dāng)所發(fā)的電不能滿(mǎn)足負(fù)載需要時(shí)，太陽(yáng)能控制器又把蓄電池的電能送往負(fù)載。蓄電池充滿(mǎn)電后，控制器要控制蓄電池不被過(guò)充。當(dāng)蓄電池所儲(chǔ)存的電能放完時(shí)，太陽(yáng)能控制器要控制蓄電池不被過(guò)放電，保護(hù)蓄電池?？刂破鞯男阅懿缓脮r(shí)，對(duì)蓄電池的使用壽命影響很大，并最終影響系統(tǒng)的可靠性。

       2、太陽(yáng)能蓄電池組的任務(wù)是貯能，以便在夜間或陰雨天保證負(fù)載用電。

       3、太陽(yáng)能逆變器 負(fù)責(zé)把直流電轉(zhuǎn)換為交流電，供交流負(fù)荷使用。太陽(yáng)能逆變器是光伏風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的核心部件。由于使用地區(qū)相對(duì)落后、偏僻，維護(hù)困難，為了提高光伏風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的整體性能，保證電站的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)逆變器的可靠性提出了很高的要求。另外由于新能源發(fā)電成本較高，太陽(yáng)能逆變器的高效運(yùn)行也顯得非常重要。

       太陽(yáng)能離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)主要產(chǎn)品分類(lèi) A、光伏組件 B、風(fēng)機(jī) C、控制器 D、蓄電池組 E、逆變器 F、風(fēng)力/光伏發(fā)電控制與逆變器一體化電源。

并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)

       可再生能源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是將光伏陣列、風(fēng)力機(jī)以及燃料電池等產(chǎn)生的可再生能源不經(jīng)過(guò)蓄電池儲(chǔ)能，通過(guò)并網(wǎng)逆變器直接反向饋入電網(wǎng)的發(fā)電系統(tǒng)。

       因?yàn)橹苯訉㈦娔茌斎腚娋W(wǎng)，免除配置蓄電池，省掉了蓄電池儲(chǔ)能和釋放的過(guò)程，可以充分利用可再生能源所發(fā)出的電力，減小能量損耗，降低系統(tǒng)成本。并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)能夠并行使用市電和可再生能源作為本地交流負(fù)載的電源，降低整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)載缺電率。同時(shí)，可再生能源并網(wǎng)系統(tǒng)可以對(duì)公用電網(wǎng)起到調(diào)峰作用。并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是太陽(yáng)能風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展方向，代表了21世紀(jì)最具吸引力的能源利用技術(shù)。

       太陽(yáng)能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)主要產(chǎn)品分類(lèi) A、光伏并網(wǎng)逆變器 B、小型風(fēng)力機(jī)并網(wǎng)逆變器 C、大型風(fēng)機(jī)變流器 （雙饋?zhàn)兞髌鳎β首兞髌鳎?nbsp;

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

       2024年2月29日，國(guó)家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布《中華人民共和國(guó)2023年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》，2023年太陽(yáng)能電池（光伏電池）產(chǎn)量5.4億千瓦，增長(zhǎng)54.0%；

       關(guān)于太陽(yáng)能電池的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，可以從多個(gè)維度進(jìn)行分析，包括產(chǎn)量、出口量、市場(chǎng)規(guī)模、效率指標(biāo)以及技術(shù)進(jìn)步等方面。以下是對(duì)這些方面的詳細(xì)梳理：

一、產(chǎn)量數(shù)據(jù)

       2023年產(chǎn)量：據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，2023年中國(guó)太陽(yáng)能電池（光伏電池）產(chǎn)量為541.2GW，同比增長(zhǎng)54.0%。這一數(shù)據(jù)表明，我國(guó)太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)在過(guò)去一年中保持了強(qiáng)勁的增長(zhǎng)勢(shì)頭。

       2024年產(chǎn)量預(yù)測(cè)：中商產(chǎn)業(yè)研究院分析師預(yù)測(cè)，2024年中國(guó)太陽(yáng)能電池產(chǎn)量將增至790GW。這一預(yù)測(cè)基于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)和市場(chǎng)環(huán)境，顯示了業(yè)界對(duì)未來(lái)增長(zhǎng)的樂(lè)觀預(yù)期。

       月度產(chǎn)量：具體到2024年，前幾個(gè)月的產(chǎn)量數(shù)據(jù)也反映了產(chǎn)業(yè)的增長(zhǎng)情況。例如，2024年1-3月，我國(guó)太陽(yáng)能電池產(chǎn)量累計(jì)達(dá)到125.88GW，同比增長(zhǎng)20.1%；而到7月，當(dāng)月產(chǎn)量為4596.5萬(wàn)千瓦，雖然同比下降0.8%，但1-7月累計(jì)產(chǎn)量仍達(dá)到33425.5萬(wàn)千瓦，同比增長(zhǎng)18.2%。

二、出口數(shù)據(jù)

       出口量：中國(guó)太陽(yáng)能電池出口量呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì)。據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)庫(kù)顯示，2023年中國(guó)太陽(yáng)能電池出口量達(dá)到563674萬(wàn)個(gè)，同比增長(zhǎng)38.5%。2024年1-2月，中國(guó)太陽(yáng)能電池出口量為128881萬(wàn)個(gè)，同比增長(zhǎng)32.9%。

       出口金額：從金額方面來(lái)看，2023年中國(guó)太陽(yáng)能電池出口金額達(dá)43682.2百萬(wàn)美元，但同比下降5.7%。2024年1-2月，中國(guó)太陽(yáng)能電池出口金額為5849.6百萬(wàn)美元，同比下降24.8%。這可能與國(guó)際市場(chǎng)環(huán)境、匯率波動(dòng)以及產(chǎn)品定價(jià)策略等因素有關(guān)。

三、市場(chǎng)規(guī)模

       全球市場(chǎng)規(guī)模：據(jù)相關(guān)市場(chǎng)調(diào)研報(bào)告，2023年全球太陽(yáng)能電池（光伏）市場(chǎng)規(guī)模達(dá)3544.23億元。結(jié)合歷史趨勢(shì)和發(fā)展環(huán)境等因素，預(yù)計(jì)到2029年，全球太陽(yáng)能電池市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)7377.19億元。

       中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模：雖然具體的2023年中國(guó)太陽(yáng)能電池市場(chǎng)規(guī)模數(shù)據(jù)未直接給出，但可以推斷，作為全球最大的太陽(yáng)能電池生產(chǎn)國(guó)和出口國(guó)，中國(guó)在全球市場(chǎng)規(guī)模中占有重要地位。

四、效率指標(biāo)

       N型電池組件效率要求：在N型電池組件領(lǐng)域，2024年的效率指標(biāo)有所提升。現(xiàn)有電池平均光電轉(zhuǎn)換效率不低于25%，新建及改建不低于26%；現(xiàn)有組件平均轉(zhuǎn)換效率不低于22.3%，新建不低于23.1%。這些指標(biāo)的提升為光伏產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展提供了有效指引。

五、技術(shù)進(jìn)步

       電池板壽命延長(zhǎng)：近期，美國(guó)能源部旗下的國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREL）取得了一項(xiàng)革命性突破，開(kāi)發(fā)了一種概念驗(yàn)證方法，旨在從太陽(yáng)能電池板制造中徹底去除聚合物，從而實(shí)現(xiàn)更高效、更環(huán)保的回收利用。這一技術(shù)有望在未來(lái)將太陽(yáng)能電池板的壽命延長(zhǎng)至50年，并促進(jìn)可再生能源的可持續(xù)發(fā)展。

       綜上所述，中國(guó)太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)在產(chǎn)量、出口、市場(chǎng)規(guī)模、效率指標(biāo)以及技術(shù)進(jìn)步等方面均表現(xiàn)出強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭和巨大的市場(chǎng)潛力。隨著全球?qū)η鍧嵞茉葱枨蟮牟粩嘣鲩L(zhǎng)和技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，中國(guó)太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)有望迎來(lái)更加廣闊的發(fā)展前景。

新型電池

染料敏化太陽(yáng)電池

       染料感光太陽(yáng)電池（Dye-sensitized solar cell，DSSC）是新被開(kāi)發(fā)出來(lái)的一種嶄新的太陽(yáng)電池。DSsC也被稱(chēng)為Gr?tzel cell，因?yàn)槭窃?991年由Gr?tzel等人發(fā)表的構(gòu)造和一般光伏特電池不同，其基板通常是玻璃，也可以是透明且可彎曲的聚合箔（polymer foil），玻璃上有一層透明導(dǎo)電的氧化物（transparent conducting oxide，TCO）通常是使用FTO（SnO2:F），然后長(zhǎng)有一層約10微米厚的porous納米尺寸的 TiO2粒子（約10～20 nm）形成一nano-porous薄膜。然后涂上一層染料附著于TiO2的粒子上。通常染料是采用ruthenium polypyridyl complex。上層的電極除了也是使用玻璃和TCO外，也鍍上一層鉑當(dāng)電解質(zhì)反應(yīng)的催化劑，二層電極間，則注入填滿(mǎn)含有iodide/triiodide電解質(zhì)。雖然DSC電池的最高轉(zhuǎn)換效率約在12%左右（理論最高29﹪），但是制造過(guò)程簡(jiǎn)單，所以一般認(rèn)將大幅降低生產(chǎn)成本，也同時(shí)降低每度電的電費(fèi)。

串疊型電池

       串疊型電池（Tandem Cell）屬于一種運(yùn)用新穎原件結(jié)構(gòu)的電池，借由設(shè)計(jì)多層不同能隙的太陽(yáng)能電池來(lái)達(dá)到吸收效率最佳化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。由理論計(jì)算可知，如果在結(jié)構(gòu)中放入越多層數(shù)的電池，將可把電池效率逐步提升，甚至可達(dá)到50%的轉(zhuǎn)換效率。

光纖太陽(yáng)能電池

       光纖太陽(yáng)能電池（Fiber-based solar cell 或者Fiber cell）由美國(guó)Wake Forest University納米與分子研究中心首先提出，并在美國(guó)《AppliedPhysics Letters》（doi:10.1063/1.3263947）和《Physical Review B》（DOI: 10.1103/PhysRevB.84.085206,2011）上報(bào)道了這種電池的最新成果。它利用特有的光纖結(jié)構(gòu)，并結(jié)合有機(jī)吸收層，達(dá)到了超出平面電池的吸收效率，并已被證明能夠很好的應(yīng)用到超光強(qiáng)的聚光型電站中。

透明電池

       據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)報(bào)道，美國(guó)能源部布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們研發(fā)出了一種可吸收光線(xiàn)并將其大面積轉(zhuǎn)化成為電能的新型透明薄膜。這種薄膜以半導(dǎo)體和富勒烯為原料，具有微蜂窩結(jié)構(gòu)。相關(guān)研究發(fā)表在最新一期的《材料化學(xué)》雜志上，論文稱(chēng)該技術(shù)可被用于開(kāi)發(fā)透明的太陽(yáng)能電池板，甚至還可以用這種材料制成可以發(fā)電的窗戶(hù)?！∵@種材料由摻雜碳富勒烯的半導(dǎo)體聚合物組成。在嚴(yán)格控制的條件下，該材料可通過(guò)自組裝方式由一個(gè)微米尺度的六邊形結(jié)構(gòu)展開(kāi)為一個(gè)數(shù)毫米大小布滿(mǎn)微蜂窩結(jié)構(gòu)的平面。

       負(fù)責(zé)該研究的美國(guó)布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室多功能納米材料中心的物理化學(xué)家米爾恰·卡特萊特說(shuō)，雖然這種蜂窩狀薄膜的制作采用了與傳統(tǒng)高分子材料（如聚苯乙烯）類(lèi)似的工藝，但以半導(dǎo)體和富勒烯為原料，并使其能夠吸收光線(xiàn)產(chǎn)生電荷這還是第一次。

       據(jù)介紹，該材料之所以還能在外觀上保持透明是因?yàn)榫酆衔镦溨慌c六邊形的邊緣緊密相連，而其余部分的結(jié)構(gòu)則較為簡(jiǎn)單，以連接點(diǎn)為中心向外越來(lái)越薄。這種結(jié)構(gòu)具有連接作用，同時(shí)具有較強(qiáng)的吸收光線(xiàn)的能力，也有利于傳導(dǎo)電流，而其他部分相對(duì)較薄也更為透明，主要起透光的作用。

       研究人員通過(guò)一種十分獨(dú)特的方式來(lái)編織這種蜂窩狀薄膜：首先在包含聚合物以及富勒烯在內(nèi)的溶液中加入一層極薄的微米尺度的小水滴。這些水滴在接觸到聚合物溶液后就會(huì)自組裝成大型陣列，而當(dāng)溶劑完全蒸發(fā)后，就會(huì)形成一塊大面積的六邊形蜂窩狀平面。此外，研究人員發(fā)現(xiàn)聚合物的形成與溶劑的蒸發(fā)速度緊密相關(guān)，這相應(yīng)地又會(huì)決定最終材料的電荷傳輸速度。溶劑蒸發(fā)得越慢，聚合物的結(jié)構(gòu)就越緊湊，電荷傳輸速度也就越快。

       “這是一種成本低廉而效益顯著的制備方法，很有潛力從實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用到大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)之中。”卡特萊特說(shuō)。

       通過(guò)掃描探針式電子顯微鏡和熒光共焦掃描顯微鏡，研究人員證實(shí)了新材料蜂窩結(jié)構(gòu)的均勻性，并對(duì)其不同部位（邊緣、中心、節(jié)點(diǎn)）的光學(xué)性質(zhì)和電荷產(chǎn)生情況進(jìn)行了測(cè)試。

       卡特萊特表示：“我們的工作讓人們對(duì)蜂窩結(jié)構(gòu)的光學(xué)特征有了更深的了解。下一步我們計(jì)劃將這種材料應(yīng)用于透明且可卷曲的柔性太陽(yáng)能電池以及其他設(shè)備的制造當(dāng)中，以推動(dòng)這種蜂窩薄膜盡快進(jìn)入實(shí)用階段。”

金屬氧化物太陽(yáng)能電池

       美國(guó)斯坦福大學(xué)研究人員最新研究發(fā)現(xiàn)，加熱鐵銹之類(lèi)金屬氧化物，可以提升特定太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率和能量?jī)?chǔ)存效率。

       斯坦福大學(xué)研究人員在不同溫度條件下測(cè)試三種金屬氧化物，分別是釩酸鉍、氧化鈦和氧化鐵，所獲結(jié)果超出預(yù)想：溫度升高時(shí)，電子通過(guò)這三種氧化物的速率加快，所產(chǎn)生的氫氣和氧氣量相應(yīng)增加。而以陽(yáng)光加熱金屬氧化物，所產(chǎn)生的氫氣可以增加一倍。

       綜合利用熱量和陽(yáng)光，以金屬氧化物為轉(zhuǎn)換材料，借助對(duì)水分子的分解，高效儲(chǔ)存太陽(yáng)取之不盡的能量，可以按需供應(yīng)能源。

三結(jié)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池

       加拿大科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國(guó)際科研團(tuán)隊(duì)研制出一種光電轉(zhuǎn)化效率創(chuàng)紀(jì)錄（約為24%左右）的三結(jié)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池 。

電池材料

       太陽(yáng)電池的材料種類(lèi)非常的多，可以有非晶硅、多晶硅、CdTe、CuInxGa(1-x)Se2等半導(dǎo)體的、或三五族、二六族的元素鏈結(jié)的材料，簡(jiǎn)單地說(shuō)，凡光照后，而產(chǎn)生電能的，就是太陽(yáng)電池尋找的材料。

       電動(dòng)車(chē)太陽(yáng)充電站主要是透過(guò)不同的制程和方法，測(cè)試對(duì)光的反應(yīng)和吸收，做到能隙結(jié)合寬廣，讓短波長(zhǎng)或長(zhǎng)波長(zhǎng)都可以全盤(pán)吸收的革命性突破，來(lái)降低材料的成本。

       太陽(yáng)電池型式上也分有，基板式或是薄膜式，基板在制程上可分拉單晶式的、或相溶后冷卻結(jié)成多晶的塊材，薄膜式是可和建筑物有較佳結(jié)合，如有曲度或可撓式、折疊型，材料上較常用非晶硅。另外還有一種有機(jī)或納米材料研發(fā)，仍屬于前瞻研發(fā)。因此，也就是聽(tīng)到不同世代的太陽(yáng)電池：第一代基板硅晶(Silicon Based)、第二代為薄膜(Thin Film)、第三代新觀念研發(fā)(New Concept)、第四代復(fù)合薄膜材料。

       第一代太陽(yáng)能電池發(fā)展最長(zhǎng)久技術(shù)也最成熟?？煞譃?，單晶硅(Monocrystalline Silicon)、多晶硅(Polycrystalline Silicon)、非晶硅(Amorphous Silicon)。以應(yīng)用來(lái)說(shuō)是以前兩者單晶硅與多晶硅為大宗。

       第二代薄膜太陽(yáng)能電池以薄膜制程來(lái)制造電池。種類(lèi)可分為碲化鎘(Cadmium Telluride CdTe)、銅銦硒化物(Copper Indium Selenide CIS)、銅銦鎵硒化物(Copper Indium Gallium Selenide CIGS)、砷化鎵(Gallium arsenide GaAs)

       第三代電池與前代電池最大的不同是制程中導(dǎo)入有機(jī)物和納米科技。種類(lèi)有光化學(xué)太陽(yáng)能電池、染料光敏化太陽(yáng)能電池、高分子太陽(yáng)能電池、納米結(jié)晶太陽(yáng)能電池。

       第四代則是針對(duì)電池吸收光的薄膜做出多層結(jié)構(gòu)。

       某種電池制造技術(shù)。并非僅能制造一種類(lèi)型的電池，例如在多晶硅制程，既可制造出硅晶版類(lèi)型，也可以制造薄膜類(lèi)型。

       聚合物太陽(yáng)能電池材料常見(jiàn)的有聚乙烯基咔唑(PVK)、聚乙炔(PA)、聚對(duì)苯撐乙烯(PPV)以及聚噻吩(PTh)。

       （1）聚乙烯基咔唑(PVK)

       具有光電活性的聚合物中，發(fā)現(xiàn)最早、研究得最為充分的是PVK，它的側(cè)基上帶有大的電子共軛體系，可吸收紫外光。激發(fā)出的電子可以通過(guò)相鄰咔唑環(huán)形成的電荷復(fù)合物自由遷移。通常用I2、SbCl3、三硝基芴酮(TNF)、及硝基二苯乙烯基苯衍生物合四氰醌(TCNQ)等對(duì)其進(jìn)行摻雜。

       （2）聚乙炔（PA）

       PA是迄今為止實(shí)測(cè)電導(dǎo)率最高的電子聚合物。它的聚合方法主要有白川英樹(shù)法、Namm方法、Durham方法和稀土催化體系。白川英樹(shù)采用高濃度的Ziegler-Natta催化劑，即TiOBu4-A1Et3，由氣相乙炔出發(fā)，直接制備出自支撐的具有金屬光澤的聚乙炔膜；在取向了的液晶基質(zhì)上成膜，PA膜也高度取向。Narrman方法的特點(diǎn)是對(duì)聚合催化劑“高溫陳化”，因而聚合物力學(xué)性質(zhì)和穩(wěn)定性有明顯改善。

       （3）聚對(duì)苯撐乙烯(PPV)

       近年來(lái)在光電領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的、制得器件效率最高的是PPV類(lèi)材料。由于是共軛結(jié)構(gòu)，分子鏈鋼性很強(qiáng)，往往難熔難溶，不易加工。獲得可溶性PPV的方法是在苯環(huán)上至少引入一個(gè)長(zhǎng)鏈烷烴。烷烴碳個(gè)數(shù)至少大于6。研究還發(fā)現(xiàn)取代基有支鏈時(shí)比相同碳數(shù)的直鏈烷烴溶解度更好。具有代表性的材料是MEH-PPV（MEH; 2-methoxy-5(2"-ethylhexyloxy)），它具有較好的溶解性，使用方便；禁帶寬度為2.1eV，較為適中。

       （4）聚噻吩(PT)衍生物

       在所有的共軛聚合物中，聚噻吩是一種非常優(yōu)良的光伏材料，因?yàn)槠渚哂泻线m的帶隙和較高的空穴遷移率，所以成為了來(lái)有機(jī)光伏材料的研究熱點(diǎn)之一。其中，以區(qū)域規(guī)整的聚(3-己基)噻吩(P3HT)和可溶性C60衍生物PCBM的共混膜做為活性層的光伏器件在熱處理的情況下能量轉(zhuǎn)換效率最高，能量轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達(dá)到了5%左右。因此，設(shè)計(jì)并合成出新型的聚噻吩衍生物，研究聚噻吩結(jié)構(gòu)和性質(zhì)之間的關(guān)系，通過(guò)結(jié)構(gòu)修飾來(lái)改善聚噻吩衍生物的性質(zhì)引起了廣大科研人員的關(guān)注。從光伏材料的角度來(lái)考慮，這些聚噻吩衍生物應(yīng)該具有最基本的性質(zhì)：好的溶解性和成膜性，較寬的吸收光譜(尤其在可見(jiàn)光區(qū))和較高載流子遷移率。

實(shí)驗(yàn)報(bào)告

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/h3>

       1、了解太陽(yáng)能電池的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。

       2、掌握太陽(yáng)能電池特性參數(shù)的測(cè)試方法。

       3、熟悉數(shù)據(jù)分析與處理技巧。

二、實(shí)驗(yàn)原理

       太陽(yáng)能電池，又稱(chēng)為“太陽(yáng)能芯片”或“光電池”，是一種利用太陽(yáng)光直接發(fā)電的光電半導(dǎo)體薄片。它基于光伏效應(yīng)工作，即當(dāng)光線(xiàn)照射到太陽(yáng)能電池板上時(shí)，電池吸收光能并將光子能量轉(zhuǎn)化為電能。太陽(yáng)能電池的性能參數(shù)包括開(kāi)路電壓、短路電流、最大輸出功率、填充因子和轉(zhuǎn)換效率等，這些參數(shù)是衡量太陽(yáng)能電池性能好壞的標(biāo)志。

三、實(shí)驗(yàn)器材

       太陽(yáng)能電池板

       光源

       可調(diào)穩(wěn)壓電源

       電流表

       電壓表

       負(fù)載電阻

       數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

四、實(shí)驗(yàn)步驟

       1、無(wú)光照條件下太陽(yáng)能電池板的伏安特性測(cè)試

       連接太陽(yáng)能電池板、可調(diào)穩(wěn)壓電源和電流表，設(shè)置電壓從0V開(kāi)始逐漸增加，每隔0.5V記錄一次電流值。

       根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)繪制I-V特性曲線(xiàn)。

       2、光照條件下太陽(yáng)能電池板的輸出特性測(cè)試

       連接太陽(yáng)能電池板、光源、電流表、電壓表和負(fù)載電阻，調(diào)整光源強(qiáng)度，測(cè)量不同光照條件下的開(kāi)路電壓和短路電流。

       在固定光照條件下，改變負(fù)載電阻，測(cè)量不同負(fù)載下的輸出電流和電壓，繪制I-V特性曲線(xiàn)和P-V特性曲線(xiàn)。

       3、數(shù)據(jù)分析與處理

       利用Excel軟件處理數(shù)據(jù)，繪制伏安特性曲線(xiàn)、輸出功率與電壓關(guān)系曲線(xiàn)以及短路電流、開(kāi)路電壓與光功率的關(guān)系曲線(xiàn)。

       利用最小二乘法計(jì)算相關(guān)參數(shù)，如填充因子和轉(zhuǎn)換效率，并給出回歸方程和相關(guān)系數(shù)。

五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與分析

       1、無(wú)光照條件下太陽(yáng)能電池板的I-V特性曲線(xiàn)

       繪制I-V曲線(xiàn)，觀察其是否通過(guò)原點(diǎn)，并分析其特性。

       2、光照條件下太陽(yáng)能電池板的輸出特性

       記錄不同光照條件下的開(kāi)路電壓和短路電流。

       繪制I-V特性曲線(xiàn)和P-V特性曲線(xiàn)，觀察最大輸出功率點(diǎn)的位置。

       3、數(shù)據(jù)分析

       計(jì)算填充因子和轉(zhuǎn)換效率，與理論值進(jìn)行比較。

       分析誤差來(lái)源，如光源強(qiáng)度波動(dòng)、電池表面清潔度等。

六、實(shí)驗(yàn)結(jié)論

       通過(guò)實(shí)驗(yàn)，我們深入了解了太陽(yáng)能電池的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，掌握了太陽(yáng)能電池特性參數(shù)的測(cè)試方法，并熟悉了數(shù)據(jù)分析與處理技巧。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，太陽(yáng)能電池在光照條件下能夠輸出穩(wěn)定的電能，其性能參數(shù)與理論值基本一致。然而，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中也存在一定的誤差，需要進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件和數(shù)據(jù)處理方法。

七、實(shí)驗(yàn)反思

       1、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中光源強(qiáng)度的穩(wěn)定性對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響較大，未來(lái)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采用更穩(wěn)定的光源。

       2、電池表面清潔度對(duì)電池性能有一定影響，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)確保電池表面清潔無(wú)污物。

       3、數(shù)據(jù)處理過(guò)程中應(yīng)充分考慮各種誤差來(lái)源，采用更精確的數(shù)據(jù)處理方法以提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

       以上實(shí)驗(yàn)報(bào)告僅為示例，具體實(shí)驗(yàn)步驟和數(shù)據(jù)記錄與分析應(yīng)根據(jù)實(shí)際實(shí)驗(yàn)條件和要求進(jìn)行調(diào)整。

市場(chǎng)前景

       太陽(yáng)能電池作為一種綠色、可再生的能源形式，其市場(chǎng)前景非常廣闊。以下是對(duì)太陽(yáng)能電池市場(chǎng)前景的詳細(xì)分析：

一、市場(chǎng)需求持續(xù)增長(zhǎng)

       全球?qū)稍偕茉吹闹匾暎?/strong>隨著環(huán)保意識(shí)的提高和對(duì)傳統(tǒng)能源替代需求的增加，太陽(yáng)能作為一種清潔、可再生能源，其市場(chǎng)需求持續(xù)增長(zhǎng)。太陽(yáng)能電池作為光伏系統(tǒng)的重要組成部分，其需求量也隨之增加。

       政策支持：許多國(guó)家都出臺(tái)了鼓勵(lì)可再生能源發(fā)展的政策措施，如補(bǔ)貼政策、稅收優(yōu)惠等，這些政策為太陽(yáng)能電池市場(chǎng)的發(fā)展提供了有力支持。

       技術(shù)進(jìn)步和成本下降：隨著光伏技術(shù)的進(jìn)步和規(guī)模效應(yīng)的發(fā)揮，太陽(yáng)能電池的制造成本不斷下降，同時(shí)轉(zhuǎn)換效率也在提高。這使得太陽(yáng)能電池在更多地區(qū)具備了與傳統(tǒng)發(fā)電方式競(jìng)爭(zhēng)的能力，進(jìn)一步推動(dòng)了市場(chǎng)需求的增長(zhǎng)。

二、市場(chǎng)規(guī)模與增長(zhǎng)潛力

       全球市場(chǎng)規(guī)模：據(jù)預(yù)測(cè)，2024年光伏電池行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模有望突破790GW，同比增長(zhǎng)45%。這顯示了光伏電池市場(chǎng)在全球范圍內(nèi)的強(qiáng)勁增長(zhǎng)勢(shì)頭。

       中國(guó)市場(chǎng)份額：中國(guó)是全球最大的光伏市場(chǎng)之一，擁有完整的光伏產(chǎn)業(yè)鏈和龐大的市場(chǎng)需求。近年來(lái)，中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)在政策支持和市場(chǎng)需求的雙重驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展。

       未來(lái)增長(zhǎng)潛力：隨著全球?qū)?span id="61qjkoa" class="hrefStyle">環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高和對(duì)可再生能源需求的增長(zhǎng)，太陽(yáng)能電池有望在未來(lái)取得更大的市場(chǎng)份額。同時(shí)，太陽(yáng)能電池也可以與其他新興技術(shù)結(jié)合使用，如智能電網(wǎng)、能量存儲(chǔ)等，為整個(gè)能源系統(tǒng)提供更加可持續(xù)和清潔的解決方案。

三、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局

       國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)：國(guó)際市場(chǎng)上，一些大型跨國(guó)公司憑借技術(shù)、品牌和渠道優(yōu)勢(shì)占據(jù)領(lǐng)先地位。然而，隨著中國(guó)光伏企業(yè)的崛起，國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)格局正在發(fā)生變化。

       國(guó)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)：國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上，本土企業(yè)通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和成本控制逐漸嶄露頭角，市場(chǎng)份額不斷提升。同時(shí)，國(guó)內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)之間的合作也日益緊密，形成了較為完善的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

四、技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

       高效、大尺寸、薄片化：隨著光伏技術(shù)的進(jìn)步，高效、大尺寸、薄片化成為太陽(yáng)能電池片和硅片的發(fā)展趨勢(shì)。這些產(chǎn)品具有更高的光電轉(zhuǎn)換效率和更低的成本，有助于提升光伏系統(tǒng)的整體性能和經(jīng)濟(jì)性。

       新技術(shù)路線(xiàn)：如TOPCon、xBC等技術(shù)路線(xiàn)正在逐步成熟并商業(yè)化應(yīng)用。這些新技術(shù)有望進(jìn)一步提高太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率并降低成本，從而推動(dòng)市場(chǎng)的進(jìn)一步發(fā)展。

       綜上所述，太陽(yáng)能電池市場(chǎng)前景廣闊，市場(chǎng)需求持續(xù)增長(zhǎng)，市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，競(jìng)爭(zhēng)格局正在發(fā)生變化，同時(shí)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)也呈現(xiàn)出高效、大尺寸、薄片化以及新技術(shù)路線(xiàn)的特點(diǎn)。然而，也需要注意到市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈以及國(guó)際貿(mào)易環(huán)境的不確定性等挑戰(zhàn)。因此，企業(yè)需要不斷創(chuàng)新、降低成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)水平以應(yīng)對(duì)市場(chǎng)變化并保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。