太陽能電池發(fā)展歷史獨家收集整理

1、太陽能電池的發(fā)展歷史 太陽能光伏發(fā)電最核心的器件太陽電池。 從 1839 年法國科學家 E. Becquerel 發(fā)現液體的光生伏特效應 （簡稱光伏現象） 算起，太陽能電池已經經過了 160 多年的漫長的發(fā) 展歷史。從總的發(fā)展來看， 基礎研究和技術進步都起到了積極推進的 作用。對太陽電池的實際應用起到決定性作用的是美國貝爾實驗室三 位科學家關于單晶硅太陽電池的研制成功， 在太陽電池發(fā)展史上起到 里程碑的作用。 至今為止， 太陽能電池的基本結構和機理沒有發(fā)生改 變。太陽電池后來的發(fā)展主要是薄膜電池的研發(fā)，如非晶硅太陽電 池、CIS太陽電池、CdTe太陽電池和納米燃料敏化太陽電池等，此外 主要的是

2、生產技術的進步， 如絲網印刷、 多晶硅太陽電池生產工藝的 成功開發(fā)，特別是氮化硅薄膜的減反射和鈍化技術的建立以及生產工 藝的高度自動化等?；仡櫄v史有利于了解光伏技術的發(fā)展歷程，按時間的發(fā)展順序， 將于太陽電池發(fā)展有關的歷史事件匯總如下：1893 年法國實驗物理學家 E.Becquerel 發(fā)現液體的光生伏特效 應，簡稱為光伏效應。1877年W.G.Adam列R.E.Day研究了硒（Se）的光伏效應，并 制作第一片硒太陽能電池。1883 年美國發(fā)明家 CharlesFritts 描述了第一塊硒太陽能電池 的原理。1904年Hallwachs發(fā)現銅與氧化亞銅（Cu/Cu2Q結合在一起具 有光敏特性

3、；德國物理學家愛因斯坦（ AlbertEinstein ）發(fā)表關于光 電效應的論文。1918年波蘭科學家 Czochralski 發(fā)展生長單晶硅的提拉法工藝1921 年德國物理學家愛因斯坦由于 1904 年提出的解釋光電效應 的理論獲得諾貝爾（Nobel）物理獎。1930年B.Lang研究氧化亞銅/銅太陽能電池，發(fā)表“新型光伏 電池”論文； W.Schottky 發(fā)表“新型氧化亞銅光電池”論文。1932年Audobert和Stora發(fā)現硫化鎘（CdS）的光伏現象。1933 年 L.O.Grondahl 發(fā)表“銅 - 氧化亞銅整流器和光電池”論 文.1951 年生長 p-n 結，實現制備單晶鍺電

4、池。1953年Wayne州立大學DanTrivich博士完成基于太陽光普的具 有不同帶隙寬度的各類材料光電轉換效率的第一個理論計算。1954年RCA實驗室的P.Rappaport等報道硫化鎘的光伏現象， （RCA:RadioCorporationofAmerica, 美國無線電公司 ）。貝爾（Bell）實驗室研究人員D.M.Chapin,C.S.Fuller 和G.L.Pearson 報道 4.5%效率的單晶硅太陽能電池的發(fā)現， 幾個月后效 率達到 6%。1955 年西部電工（ WesternElectric ）開始出售硅光伏技術商業(yè) 專利，在亞利桑那大學召開國際太陽能會議，Hofman電子推

5、出效率 為2%的商業(yè)太陽能電池產品，電池為14mW片，25美元/片，相當于 1785USD/W。1956 年 P.Pappaport,J.J.Loferski 和 E.G.Linder 發(fā)表“鍺和 硅 p-n 結電子電流效應”的文章1957年Hoffman電子的單晶硅電池效率達到 8%D.M.Chapin,C.S.Fuller 和 G.L.Pearson 獲得“太陽能轉換器件”專 利權。1958年美國信號部隊的T.Mandelkorn制成n/p型單晶硅光伏電 池，這種電池抗輻射能力強，這對太空電池很重要； Hoffman電子的 單晶硅電池效率達到 9%；第一個光伏電池供電的衛(wèi)星先鋒 1 號發(fā)射

6、， 光伏電池100c m2 , 0.1W,為一備用的5mV話筒供電。1959年Hoffman電子實現可商業(yè)化單晶硅電池效率達到10%并通過用網柵電極來顯著減少光伏電池串聯電阻；衛(wèi)星探險家 6 號發(fā) 射，共用9600片太陽能電池列陣，每片2c m,共20W1960年Hoffman電子實現單晶硅電池效率達到 14%1962 年第一個商業(yè)通訊衛(wèi)星 Telstar 發(fā)射,所用的太陽能電池 功率 14W。1962 年第一個商業(yè)通訊衛(wèi)星 Telstar 發(fā)射,所用的太陽能電池 功率 14W。1962 年第一個商業(yè)通訊衛(wèi)星 Telstar 發(fā)射,所用的太陽能電池 功率 14W。1963 年 Sharp 公司

7、成功生產光伏電池組件；日本在一個燈塔安裝242W光伏電池陣列，在當時是世界最大的光伏電池陣列。1964年宇宙飛船“光輪發(fā)射”，安裝 470W的光伏陣列。1965年 PeterGlaser 和 A.D.Little 提出衛(wèi)星太陽能電站構思。1966年帶有1000W光伏陣列大軌道天文觀察站發(fā)射。1972 年法國人在尼日爾一鄉(xiāng)村學校安裝一個硫化鎘光伏系統(tǒng)， 用于教育電視供電。1973 年美國特拉華大學建成世界第一個光伏住宅。1974年日本推出光伏發(fā)電的“陽光計劃”； Tyco 實驗室生長第 一塊EFG晶體硅帶，25mm寬，457mm長(EFG:EdgedefinedFilmFed-Growth ，定

8、邊喂膜生長 ) 。1977 年世界光伏電池超過 500KW；D.E.Carlson 和 C.R.Wronski 在W.E.Spear的1975年控制p-n結的工作基礎上制成世界上第一個 非晶硅(a-Si)太陽能電池。1979 年世界太陽能電池安裝總量達到 1MW。1980年ARC汰陽能公司是世界上第一個年產量達到 1MW光伏電 池生產廠家；三洋電氣公司利用非晶硅電池率先制成手持式袖珍計算 器，接著完成了非晶硅組件批量生產并進行了戶外測試。1981 年名為 SolarChallenger 的光伏動力飛機飛行成功。1982 年世界太陽能電池年產量超過 9.3MW。1983年世界太陽能電池年產量超過

9、 21.3MV；名為SolarTrek的 1KW光伏動力汽車穿越澳大利亞，20天內行程達到4000Km.1984年面積為929c川的商品化非晶硅太陽能電池組件問世。1985年單晶硅太陽能電池售價10USD/W澳大利亞新南威爾土大 學 MartinGreen 研制單晶硅的太陽能電池效率達到 20%。1986年6月，ARCOSola發(fā)布G-4000世界首例商用薄膜電池“動力組件”。1987年11月，在3100Km穿越澳大利亞的PentaxWorldSolarChallengePV-動力汽車競賽上，GMSunraycer獲勝, 平均時速約為 71km/h。1990 年世界太陽能電池年產量超過 46.

10、5MW。1991年世界太陽能電池年產量超過 55.3MV；瑞士 Gratzel教授 研制的納米 TiO2 染料敏化太陽能電池效率達到 7%。1992 年世界太陽能電池年產量超過 57.9MW。1 993年世界太陽能電池年產量超過 60.1MW。1994 年世界太陽能電池年產量超過 69.4MW。77.7MV；光伏電池安裝總量1995 年世界太陽能電池年產量超過達到 500MW。1996 年世界太陽能電池年產量超過 88.6MW。1 997年世界太陽能電池年產量超過 125.8MW。151.7MV；多晶硅太陽能電池1998年世界太陽能電池年產量超過產量首次超過單晶硅太陽能電池。1999年世界太陽

11、能電池年產量超過 201.3MV；美國NRE啲M.A.Contreras等報道銅銦錫（CIS）太陽能電池效率達到18.8%;非 晶硅太陽能電池占市場份額 12.3%。2000 年世界太陽能電池年產量超過 399MW; WuX，. DhereR.G.，AibinD.S.等報道碲化鎘（CdT）太陽能電池效率達到16.4%;單晶 硅太陽能電池售價約為 3USD/W。2002年世界太陽能電池年產量超過 540MW多晶硅太陽能電池售 價約為 2.2USD/W。2003年世界太陽能電池年產量超過 760MW；德國FraunhoferlSE 的 LFC(Laserfired-contact)晶體硅太陽能電池

12、效率達到 20%。2004年世界太陽能電池年產量超過 1200MW德國FraunhoferlSE 多晶硅太陽能電池效率達到 20.3%；非晶硅太陽能電池占市場份額 4.4%，降為 1999 年的 1/3 , CdTe占 1.1%;而 CIS 占 0.4%。2005年世界太陽能電池年產量 1759MW。2006 年世界太陽能電池年產量 2500MW。2007 年世界太陽能電池年產量 4450MW。2008 年世界太陽能電池年產量 7900MW。2009年世界太陽能電池年產量 10700MW。2010年世界太陽能電池年產量將達 15200MW.我國太陽能發(fā)電發(fā)展歷史1958，我國研制出了首塊硅單晶

13、1968年至 1969年底，半導體所承擔了為“實踐 1 號衛(wèi)星”研制 和生產硅太陽能電池板的任務。在研究中，研究人員發(fā)現，P+/N硅單片太陽電池在空間中運行時會遭遇電子輻射， 造成電池衰減， 使電 池無法長時間在空間運行。1969 年，半導體所停止了硅太陽電池研發(fā)，隨后，天津 18所為 東方紅二號、三號、四號系列地球同步軌道衛(wèi)星研制生產太陽電池陣。1975 年寧波、開封先后成立太陽電池廠，電池制造工藝模仿早 期生產空間電池的工藝，太陽能電池的應用開始從空間降落到地面。1998年，我國政府開始關注太陽能發(fā)電，擬建第一套3MV多晶硅電池及應用系統(tǒng)示范項目， 這個消息讓現在的天威英利新能源有限 公司

14、的董事長苗連生看到了一線曙光。 可是，當時太陽能產業(yè)發(fā)展前 景尚不明朗， 加之受政策因素制約， 令不少人對這一新能源項目望而 卻步。在合作伙伴退出的情況下，苗連生毅然逆勢而上，爭取到了這 個項目的批復，成為中國太陽能產業(yè)第一個“吃螃蟹”的人。2001年，無錫尚德建立10MWp兆瓦）太陽電池生產線獲得成功， 2002年9月，尚德第一條10MW太陽電池生產線正式投產，產能相當 于此前四年全國太陽電池產量的總和， 一舉將我國與國際光伏產業(yè)的 差距縮短了 15 年。2003 到 2005年，在歐洲特別是德國市場拉動下，尚德和保定 英利持續(xù)擴產， 其他多家企業(yè)紛紛建立太陽電池生產線， 使我國太陽 電池的

15、生產迅速增長。2004 年，洛陽單晶硅廠與中國有色設計總院共同組建的中硅高 科自主研發(fā)出了 12 對棒節(jié)能型多晶硅還原爐， 以此為基礎， 2005年， 國內第一個 300 噸多晶硅生產項目建成投產， 從而拉開了中國多晶硅 大發(fā)展的序幕。2007，我國成為生產太陽電池最多的國家，產量從 2006年的 400MV一 躍達到 1088MW/2008 年，我國太陽電池產量達到 2600MW。2009年，我國太陽電池產量達到 4000MW表1 : 2000 2009年全球太陽能電池產量變化情況（單位；MW年份2000200120022003200420052006200720082009美國74.97100.3120103.2140154202266.1432600日本128.6172.4251363.9160283392892013001800世界其他20.0222.94573.889102314663.1668500歐洲60.6673.9135