電氣文獻(xiàn)檢索與科技文獻(xiàn)寫作-太陽能電池的現(xiàn)狀及其發(fā)展市場(chǎng)

1、電氣文獻(xiàn)檢索與科技文獻(xiàn)寫作科技論文名稱：太陽能電池的現(xiàn)狀及其發(fā)展市場(chǎng)班 級(jí)：_09050442_學(xué) 號(hào)：_0905044243_指 導(dǎo) 老 師：_張利平_提 交 時(shí) 間：_太陽能電池的現(xiàn)狀及其發(fā)展市場(chǎng)王健（太原中北大學(xué)信息與通信工程學(xué)院電氣工程系，山西太原030051）The present situation and development of solar cell market Wang Jian(school of information and communication engineering ,north university of china , 030051)摘 要：近年來，

2、當(dāng)電力、煤炭、石油等不可再生能源頻頻告急，能源問題日益成為制約國(guó)際社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸時(shí)，越來越多的國(guó)家開始實(shí)行“陽光計(jì)劃”，開發(fā)太陽能資源，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。隨著我國(guó)新能源發(fā)展戰(zhàn)略的提出和實(shí)施，我國(guó)太陽能電池產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了高速發(fā)展的時(shí)期。本文從分析當(dāng)前太陽能電池的現(xiàn)狀出發(fā)，從太陽能電池的原理、分類、組裝生產(chǎn)等方面進(jìn)行了探討，也對(duì)其發(fā)展市場(chǎng)進(jìn)行了一定分析研究。關(guān)鍵詞：太陽能電池；現(xiàn)狀；發(fā)展市場(chǎng)。Abstract：In recent years, when

3、 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 implement a sunshine project, the development of solar energy resources,

4、 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 and the solar cell manufacturing compete in a huge, expand production

5、 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 present situation of the current solar cells, solar cells from the pr

6、inciple, classification, assembly production are discussed, and the development in the market to a certain analysis research. Keywords：Solar battery; The present situation; Market development.0引言太陽能一般是指太陽光的輻射能量，在現(xiàn)代一般用作發(fā)電。自地球形成生物就主要以太陽提供的熱和光生存，而自古人類也懂得以陽光曬干物件，并作為保存食物的方法，如制鹽和曬咸魚等。但在化石燃料減少下，才有意把太陽能進(jìn)一步發(fā)

7、展。太陽能的利用有被動(dòng)式利用（光熱轉(zhuǎn)換）和光電轉(zhuǎn)換兩種方式。太陽能發(fā)電一種新興的可再生能源。廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源，如風(fēng)能，化學(xué)能，水的勢(shì)能等等。1太陽能電池的原理1.1微觀上的解釋太陽光照在半導(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p區(qū)流向n區(qū)，電子由n區(qū)流向p區(qū)，接通電路后就形成電流。這就是光電效應(yīng)太陽能電池的工作原理。 1.2 太陽能發(fā)電的兩種方式光熱電轉(zhuǎn)換方式通過利用太陽輻射產(chǎn)生的熱能發(fā)電，一般是由太陽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)過程是光熱轉(zhuǎn)換過程；后一個(gè)過程是熱電轉(zhuǎn)換過程。光電直接轉(zhuǎn)換方式該方式是利用光電效

8、應(yīng)，將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能，光電轉(zhuǎn)換的基本裝置就是太陽能電池。太陽能電池是一種由于光生伏特效應(yīng)而將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能的器件，是一個(gè)半導(dǎo)體光電二極管，當(dāng)太陽光照到光電二極管上時(shí)，光電二極管就會(huì)把太陽的光能變成電能，產(chǎn)生電流。當(dāng)許多個(gè)電池串聯(lián)或并聯(lián)起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。2太陽能電池的分類2.1分類概要 太陽能電池根據(jù)所用材料的不同，太陽能電池還可分為：硅太陽能電池、多元化合物薄膜太陽能電池、聚合物多層修飾電極型太陽能電池、納米晶太陽能電池、有機(jī)太陽能電池，其中硅太陽能電池是目前發(fā)展最成熟的，在應(yīng)用中居主導(dǎo)地位。 2.2具體分類如下（1）硅太陽能電池分為單晶硅太

9、陽能電池、多晶硅薄膜太陽能電池和非晶硅薄膜太陽能電池三種。 單晶硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率最高，技術(shù)也最為成熟。而多晶硅薄膜太陽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%。至于非晶硅薄膜太陽能電池則成本低重量輕，轉(zhuǎn)換效率較高，便于大規(guī)模生產(chǎn)，有極大的潛力。（2）多元化合物薄膜太陽能電池材料為無機(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。 （3）聚合物多層修飾電極型太陽能電池以有機(jī)聚合物代替無機(jī)材料是剛剛開始的一個(gè)太陽能電池制造的研究方向。由于有機(jī)材料柔性好，制作容易，材料來源廣泛，成本底等優(yōu)勢(shì)，

10、從而對(duì)大規(guī)模利用太陽能，提供廉價(jià)電能具有重要意義。 （4）納米晶太陽能電池是新近發(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電池的1/51/10壽命能達(dá)到20年以上。 此類電池的研究和開發(fā)剛剛起步，不久的將來會(huì)逐步走上市場(chǎng)。 （5）有機(jī)薄膜太陽能電池，就是由有機(jī)材料構(gòu)成核心部分的太陽能電池。如今量產(chǎn)的太陽能電池里，95%以上是硅基的，而剩下的不到5%也是由其它無機(jī)材料制成的。 （6）染料敏化太陽能電池，是將一種色素附著在TiO2粒子上，然后浸泡在一種電解液中。色素受到光的照射，生成自由電子和空穴。自由電子被TiO2吸收，從電極流出進(jìn)入外電

11、路，再經(jīng)過用電器，流入電解液，最后回到色素。 染料敏化太陽能電池的制造成本很低，這使它具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。它的能量轉(zhuǎn)換效率為12%左右。 3 太陽電池組裝工藝由于電池片制作條件的隨機(jī)性，生產(chǎn)出來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；電池測(cè)試即通過測(cè)試電池的輸出參數(shù)的大小對(duì)其進(jìn)行分類。以提高電池的利用率，做出質(zhì)量合格的電池組件。 首先背面焊接是將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

12、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。 在組件背面引線處焊接一個(gè)盒子，以利于電池與其他設(shè)備或電池間的連接。高壓測(cè)試是指在組件邊框和電極引線間施加一定的電壓，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。 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。 4 太陽能電池發(fā)展市場(chǎng)4.1太陽能電池發(fā)展市場(chǎng)概要目前，我國(guó)已成為全球主要的太陽能電池生產(chǎn)國(guó)。20

13、07年全國(guó)太陽能電池產(chǎn)量達(dá)到1188MW，同比增長(zhǎng)293%。中國(guó)已經(jīng)成功超越歐洲、日本為世界太陽能電池生產(chǎn)第一大國(guó)。在產(chǎn)業(yè)布局上，我國(guó)太陽能電池產(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能產(chǎn)業(yè)集群。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。 4.2綠色環(huán)保節(jié)能太陽能能源結(jié)構(gòu)中將占到30%以上，而太陽能光伏發(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

14、源在能源結(jié)構(gòu)中將占到80%以上，太陽能發(fā)電將占到60%以上。這些數(shù)字足以顯示出太陽能光伏產(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，太陽能電池市場(chǎng)前景廣闊。 4.3利用太陽能電池的離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)太陽能離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)包括1、太陽能控制器(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)的電不能滿足負(fù)載需要時(shí)，太陽能控制器又把蓄電池的電能送往負(fù)載。2、太陽能蓄電池組的任務(wù)是貯能，以便在夜間或陰雨天保證負(fù)載用電。3、太陽能逆變器2負(fù)責(zé)把直流電轉(zhuǎn)換為交流電，供交流負(fù)荷使用。太陽能逆變器是光伏風(fēng)力發(fā)

15、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，太陽能逆變器的高效運(yùn)行也顯得非常重要。 4.4利用太陽能電池的并網(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)過蓄電池儲(chǔ)能，通過并網(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)。 結(jié)束語綜上所述，未來10年，晶體硅太陽能電池所占份額盡管會(huì)因薄膜太陽能電池的發(fā)展等原因而下降，但其主導(dǎo)地位仍不會(huì)改變。薄膜電池如果能夠解決轉(zhuǎn)換效率不高、制備薄膜電池所用設(shè)備價(jià)格昂貴等問題，會(huì)有巨大的發(fā)展空間。黃維教授提醒泉州光伏企業(yè)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，從一代向三代發(fā)展，是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然，企業(yè)應(yīng)該密切關(guān)注相關(guān)技術(shù)的研究進(jìn)程，不要讓商機(jī)在未來溜走。參考文獻(xiàn)【1】李崇華. 太陽能電池工作原理與種類 J. 電氣技術(shù), 20