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据统计,从2002年至今,中国太阳能电池产量猛增了77倍。2008年,我国太阳能电池产量约占世界总产量的三分之一,连续两年成为世界第一大太阳能电池生产国。
1839年法国物理学家贝克勒尔首次发现光伏效应;1954年美国贝尔实验室制成第一个单晶硅太阳能电池;1983年美国在加州建立了当时世界上最大的太阳能电厂……人类从来未曾停止过追逐太阳的步伐。
1969年研制完成硅太阳能电池组
1958,我国研制出了首块硅单晶
中科院院士、中科院半导体研究所研究员王占国说:“美国1957年左右拉出了首块硅单晶,我国1958年也研制出了首块硅单晶,随后,中科院物理新成立的半导体研究室正式开始研发太阳能电池。”
最初,研发出的电池主要用于空间领域。从1958年到1965年间,半导体所研制出的PN结电池效率突飞猛进,10×20mm电池效率稳定在15%,同国际水平相差不大。
1968年至1969年底,半导体所承担了为“实践1号卫星”研制和生产硅太阳能电池板的任务。在研究中,研究人员发现,P+/N硅单片太阳电池在空间中运行时会遭遇电子辐射,造成电池衰减,使电池无法长时间在空间运行。
于是,包括王占国在内的6人小组开始进行人造卫星用硅太阳电池辐照效应研究,实验过程中,由于技术不成熟、设备落后,致使王占国的右手严重电子灼伤,从此他一直饱受痛苦,直到1978年夏天进行植皮手术才有所缓解。记者注意到,王占国院士右手手背上有一些黑色的褶皱,这正是老一辈科学家殚精竭虑献身科学的印记。
经过刻苦攻关,实验结果给研究人员带来巨大惊喜。王占国院士介绍,NP结硅太阳电池抗电子辐照的能力比PN结硅电池大几十倍!随后,半导体所做出了将硅PN电池改为NP定型投产的决定,生产出了5690片NP结硅太阳电池,其中达到空间应用要求的成品3350片,圆满完成了“实践1号”卫星用太阳能电池板的研制、生产任务。1971年实践1号发射升空,在8年的寿命期内,太阳电池功率衰降不到15%,该项目在1978年全国科学大会上获重大成果奖。
1969年,半导体所停止了硅太阳电池研发,随后,天津18所为东方红二号、三号、四号系列地球同步轨道卫星研制生产太阳电池阵。
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