太阳能电池的发展与应用.ppt

太阳能电池的发展与应用,玛依尔江,太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源也是清洁能源，不产生任何的环境污染。在太阳能的有效利用当中；大阳能光电利用是近些年来发展最快，最具活力的研究领域，是其中最受瞩目的项目之一。为此，人们研制和开发了太阳能电池。制作太阳能电池主要是以半导体材料为基础，其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生光电于转换反应，根据所用材料的不同，太阳能电池可分为：1、硅太阳能电池；2、以无机盐如砷化镓III-V化合物、硫化镉、铜铟硒等多元化合物为材料的电池；3、功能高分子材料制备的大阳能电池；4、纳米晶太阳能电池等。不论以何种材料来制作电池，对太阳能电池材料一般的要求有：1、半导体材料的禁带不能太宽；要有较高的光电转换效率：3、材料本身对环境不造成污染；4、材料便于工业化生产且材料性能稳定。基于以上几个方面考虑，硅是最理想的太阳能电池材料，这也是太阳能电池以硅材料为主的主要原因。但随着新材料的不断开发和相关技术的发展，以其它村料为基础的太阳能电池也愈来愈显示出诱人的前景。,太阳能电池：,中文名称：太阳能电池英文名称：solarcell定义1：将太阳辐射直接转换成电能的器件。定义2：以吸收太阳辐射能并转化为电能的装置。,太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。以光电效应工作的薄膜式太阳能电池为主流，而以光化学效应工作的湿式太阳能电池则还处于萌芽阶段。,太阳电池又称光伏电池，是一种能有效地吸收太阳辐射能，并使之转变成电能的半导体器件。它可单独地作为光探测元件，例如在照像机中使用，主要是经过串联和并联，以获得所需的电压及电流来作为供电电源使用。太阳电池的外观就如一张薄的卡片或一片薄的玻璃片一样，与普通电池外观不同，它自身也不能储存电能，即没以有光时就不发电，如果晚上要用它，就要与蓄电池配合使用。太阳电池的面积每1002在强阳光下约产生1瓦的电，我们常说的1度电是1千瓦小时，也就是1千瓦这样的电池工作1小时才能产生1度电。,太阳电池发展概况,太阳能光伏发电，可视为迄今为止最美妙、最长寿和最可靠的发电技术。与太阳能发电相比，它另涉及半导体器件，既无运动部件，又无流动工质，因此，避免了机械维修和工质腐蚀的问题,是可再生能源和可持续发展的可靠能源。硅太阳电池的发展，始于1954年在,美国贝尔研究所试制成功，次年便被用做电信装置的电源，1958年又被美国首次应用和于“先锋1号”人造卫星。宇宙开发极大地促进了太阳电池的开发。与此同时，地面用太阳电池的研究也在不断开展，特别是1973年的能源危机，又大大加速了地面太阳电池的发展。许多国家为开发、利用太阳能电池，为阳光发电的研究投入了相当数量的资金。迄今为止翱翔于太空的成千个飞行器中，大多数都配备了太阳能电池系统。第一颗人造卫星上天，是光伏技术开发利用的起点，经过近五十年的发展，它已形成一门新的光伏科学与光伏工程。无论是在宇宙飞行中的应用，还是作为地面发电系统的应用，从开发速度、技术成熟性和应用领域来看，光伏技术都是新能源中的佼佼者。,太阳电池作为有潜力的可再生能源，在地面上逐渐得到推广。太阳电池的成本及售价也在逐年下降，多年来太阳电池的产量一直以10-25的增长率在增加。1990年世界太阳能电池组件的产量70MW（兆瓦），我国为1.2MW，主要是用在太阳光照好的边远地区。到2001年全世界太阳电池的产量达到350MW，我国太阳能电池的实际产量已达到4.5MW，累计安装量已超过20MW。我国是个发展中国家，地域辽阔，有许多边远省份和经济欠发达地区。据统计目前我国尚有700万户（2800万人口），还没有用上电，60的有电县严重缺电。这些地区在短期内不可能靠常规电力解决用电问题，光伏发电则是解决分散农、牧民用电的理想途径，市场潜力非常巨大。光伏发电具有许多优点：如：安全可靠、无噪声、无污染、能量随处可得，不受地域限制，无须消耗燃料，无机械转动部件，故障率低，维护简便，可以无人值守，建站周期短，规模大小随意，无须架输电线路，可以方便地与建筑物相结合等，这些优点都是其它发电方式所不及的。目前国际上大量使用的电池为单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池和非晶硅太阳电池三种，这三种电池约各占1/3的市场，我国目前有7个太阳电池生产线，主要是生产单晶硅及非晶硅太阳电池，多晶硅太阳电池也有少量生产。我国生产单晶硅太阳电池的效率在12-13，多晶硅太阳电池在10，非晶硅太阳电池在5-6。晶体硅太阳电池在研究上是朝着高效率化、薄片化、大面积化的方向发展。1995年我国晶体硅太阳电池组件的参考价格为45元/瓦，非晶硅太阳电池组件为25元/瓦，仍为常规能源的几倍，但在无电地区及拉线不方便的地方，已产生了良好的经济效益。,未来太阳能电池产业发展前景巨大,在过去的30多年中，太阳能电池行业经历了多次起伏，当石油价格升高时社会各界就对太阳能等新能源的开发应用多一层关注，最近的这次石油能源危机应该说是对行业影响最大的一次。据悉，石油问题的日益严重，使得太阳能等新能源产业得到各国政府的重视与支持，太阳能电池行业得以蓬勃发展。另外，欧洲从环保的角度在大力推进太阳能电池产业，对太阳能电池的发展也起到了推动作用。在全球日益重视环保的大趋势下，太阳能电池行业在未来几年会继续快速发展。但是太阳能电池发电的成本较高，是不是能够普及，就要看各国政府如何认识太阳能发电的重要性，采取什么样的支持政策，当然作为企业要努力降低成本。业内人士认为，在这10年里业界要努力研发新技术使太阳能电池成本降低，四五年以后太阳能电池发电的成本应该会有所下降，另外，要面向消费者大力宣传发展太阳能电池的重要性，使人们改变消费观念。对于目前太阳能电池设备场分布情况，业内人士介绍，目前大部分市场是在中国大陆和台湾，这两个地区基本上是整条生产线的销售，而日本国内市场基本是单台设备的销售，未来印度、欧洲、中东等市场值得关注。据悉，随着中国大陆市场的不断扩大，把太阳能电池设备生产、组装放到中国大陆是一种趋势。,NanoMarkets预测，到2015年使用有机材料的太阳能发电系统的供电量将达到500MW。,2015年使用薄膜太阳能电池的太阳能发电系统市场将达到72亿美元,“2013年之前将是薄膜硅和结晶硅齐头并进，2013年以后薄膜硅将成主流”,太阳能电池的应用,1.用户太阳能电源1小型电源10-100W不等，用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电，如照明、电视、收录机等；23-5KW家庭屋顶并网发电系统；3光伏水泵：解决无电地区的深水井饮用、灌溉。2.交通领域如航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、路灯、高空障碍灯、高速公路/铁路无线电话亭、无人值守道班供电等。3.通讯/通信领域太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统；农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵GPS供电等。4.石油、海洋、气象领域石油管道和水库闸门阴极保护太阳能电源系统、石油钻井平台生活及应急电源、海洋检测设备、气象/水文观测设备等5.家庭灯具电源如庭院灯、路灯、手提灯、野营灯、登山灯、垂钓灯、黑光灯、割胶灯、节能灯等。6.光伏电站10KW-50MW独立光伏电站、风光（柴）互补电站、各种大型停车厂充电站等。,太阳能有许多优点，但在它成为未来的主要能源之前，还有许多亟待解决的问题。太阳能集热设备和太阳能电池造价高自不待言，还有一个人们常想的问题是没有太阳时怎么办?受夜间和阴雨气候的影响，这是利用太阳能所遇到的最大限制。但随着科技的进步，这种限制正逐步缩小。目前，一般家庭太阳能热水器，都有储热槽储存热水，高级一点的储热装置，即使连续一、二天阴雨，仍能使用前日储存的热水。还有固体储热和化学储热法。我们完全有理由相信，太阳能作为一种清洁优良的新能源，它的开发和应用前景都是广阔的，在不久的将来它必将会逐渐应用到我们生活的各个方面中来，使我们的能源使用更加科学和环保。,结束语,