星空体育太阳能电池的论文pdf太阳能电池 班级：2012 级化学 姓名：张芳华 学号： 2012094123 摘要： 本文详细阐述了主要几类太阳能电池的原理及发展现状，从材 料、工艺与转换效率等方面讨论了它们的优势和不足之处，并对太阳 能电池的发展趋势进行了预测。 关键词：太阳能电池；转换效率；材料 人类面临着有限常规能源和环境破坏严重的双重压力，已经成为 越来越值得关注的社会与环境问题。合理的利用好太阳能将是人类解 决能源问题的长期发展战略，是其中最受瞩目的研究热点之一。近年 来，太阳能电池快速发展并取得了可喜的成就。太阳能电池，可视为 迄今为止最美妙、最长寿和最可靠的发电技术。 1、太阳能电池的原理。 所谓太阳能电池是指由光电效应或光化学效应直接把光能转化 为电能的装置。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N 区流向P 区，电子由P 区流向N 区，接通电路后就形成了电流，这就是光电效应太阳能电池的工作原 理。 2 太阳能电池的优缺点 太阳能的优点。太阳能作为一种新能源，它与常规能源相比有三 大特点：第一：它是人类可以利用的最丰富的能源。据估计，在过去 漫的11 亿年中，太阳消耗了它本身能量的2% 。今后足以供给地球人 1 类，使用几十亿年，真是取之不尽，用之不竭。第二：地球上，无论 何处都有太阳能就可以就地开发利用，不存在运输问题，尤其对交通 欠发达的农村、海岛和边远地区更具有利用的价值。第三：太阳能是 一种洁净的能源。在开发利用时，不会产生废渣、废水、废气、也没 有噪音，更不会影响生态平衡。绝对不会造成污染和公害。 太阳能的缺点。第一：能量密度较低，日照较好时，地面上1 平 方米的面积所接受的能量只有千瓦左右。往往需要相当大的采光集热 面才能满足使用要求，从而使装置占地面积大、用料多，成本增加。 第二：天气影响较大，到达某一地面的太阳辐射强度，因受地区、气 候、季节和昼夜变化等因素影响，时强时弱，时有时无给使用带来不 少困难。 4 ．各类太阳能电池的发展状况 太阳能电池类型（按材料分）包括[1]：硅系太阳能电池、多元 化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极性电池、纳米经化学太 阳能电池。下面将分别对这 4 类电池从其结构特性、生产应用等方 面加以叙述。 4.1 硅系太阳能电池[3]单晶硅太阳能电池是当前开发的最快的一种 太阳能电池，以高纯的单晶硅棒为原料。其结构工艺已基本定型，产 品已广泛应用与空间和地面。在实验室里最高的转换效率是28.6% 是印度物理研究所开发的一种依据内部光陷作用的高效硅太阳电池。 硅太阳能电池转换效率最高，但硅的纯度要求高达99.999%，且复杂 工艺和材料价格等因素只是成本较高。多晶硅太阳能电池材料多半是 2 含有大量单晶颗粒的集合体，或用废次单晶硅料和冶金级硅材料熔化 浇铸而成。实验室最高转换效率是19.8%。预估，不久多晶硅太阳能 池将会在太阳能电池市场上占主导地位。多晶硅薄膜太阳电池在长波 段具有高光敏性，能有效吸收可见光且光照稳定性强，是目前公认的 高效率、低能耗的理想电池。实验室最高转换效率是19%，是由德国 费莱堡太阳能研究所采用区域再结晶技术再 Si 衬底上制得的多晶硅 薄膜太阳能电池。多晶硅薄膜太阳能电池发展很快，将来可望使得电 池的成本能够与常规能源相竞争。 4.2 多元化合物太薄膜阳能电池 其材料为无机盐，主要有砷化镓、碲化镉、铜铟硒。尽管多元化 合物太薄膜阳能电池具有价格低廉、性能良好和工艺简单等优点，但 是其所用的材料中大多用剧毒，且有的是稀有元素星空体育全站app，所以其发展受到 很大限制。 4.3 聚合物多层修饰电极性电池（有机物太阳能电池） 以有机物代替无机物材料是刚刚开始的一个太阳能电池制造的 研究方向，具有分子结构自行设计合成、以加工、柔韧性好、毒性小、 成本低等特点，对大规模利用太阳能，提供廉价电能具有重要意义。 未来的研究应该是：提高材料的导电率，提高成膜技术、器件制作工 艺水平和开发新型的材料等。 4.4 染料敏化纳米晶化学太阳能电池 染料敏化纳米晶化学太阳能电池是利用具有高比表面积多孔特 性的薄膜来吸附染料敏化剂，吸收未被半导体吸收的光而产生电动 3 势，进而对半导体电极的光电动势显示敏华作用。 5 太阳能电池的发展前景 我国《可再生能源法》在 2006 年 1 月 1 日正式生效太阳能、 水能风能地热等可再生能源作为十一五期间国家能源的重点发展方 向将在政策、税收等享有优惠。同时《可再生能源法》中明确指出到 2020 年我国可再生能源的构成比例要占到10 %以上其中的第17 条 还明确要求房地产开发企业应在建筑物的设计和施工中为太阳能的 利用提供必备条件。太阳能利用发展迅速。全世界产量从1996 年的 100 MW 已发展到2004 年的1 132 MW。目前, 全球燃料价格上涨, 而太阳能发电系统的价格却迅速下降。这为利用太阳能进一步提供了 有利条件。 参考文献： [1] 谢建生，李金华．太阳电池研究的现状与发展前景[J]．江苏工 业学院学报，2008 ，20 （3 ）：69-73. [2] 李丽，张贵友，陈人杰，陈实，吴锋. 太阳能电池及关键材料的 研究进展．化工新型材料，2008 ，36 （11）：1-4 ． [3] 寿莎，黄仕华. 对太阳电池研究进展的探究. 汽车节能，2009 ， 1：12-13. [5] 卢金军. 太阳能电池的研究现状和产业发展[J]. 高新技术.2007 , (18) :14. 4 5

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