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太阳能电池发展历程简介

2016-03-22 11:14来源:科学出版社关键词:太阳能电池光伏电池转换效率晶体硅太阳能电池收藏点赞

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图1.2全球光伏装机量发展现状及趋势

资料来源:绿色科技传媒研究中心

光伏发电规模的扩大和持续发展有赖于光伏材料的不断革新和技术的不断进步。太阳能电池的发展可以追溯到1839年,法国的Becquerel最早发现了液体电解液中的光电效应;然而直到1883年才由美国的Fritts使用硒制备了第一个太阳能电池;之后又经过半个世纪的发展,1930年,Schottky提出Cu2O势垒的“光伏效应”理论;同年,Longer首次提出可以利用“光伏效应”制造“太阳能电池”,使太阳能变成电能;随后,美国贝尔实验室的Pearson于1954年发明电池效率为6%的单晶硅太阳能电池,开启了p-n结太阳能电池的新时代,时至今日,p-n结太阳能电池仍然占据着光伏领域的绝对地位。

光伏材料方面,硅基材料的吸收波段与太阳光谱主要能量波段匹配,且其具有原料丰富、稳定无毒、生产成本低等特点,已经发展成为目前使用最广泛的一类太阳能电池材料。按硅材料的晶体结构,太阳能电池又可分为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池。

单晶硅太阳能电池和多晶硅太阳能电池统称为晶体硅太阳能电池,占据全球太阳能电池市场的绝大部分(市场份额约90%),目前单晶硅太阳能电池的实验室效率已经达到25.6%。

与此同时,基于不同光伏材料和不同结构的诸多类型太阳能电池不断涌现。图1.3为美国国家可再生能源实验室对各类太阳能电池的效率追踪图,每一条曲线都代表一种成熟的或具有较大发展潜力的太阳能电池技术的发展历程,每一个点都蕴含着光伏研究人员的巨大心血。其中,以GaAs单晶电池为代表的单结化合物太阳能电池在117倍聚光下的效率已经达到29.1%,有机聚合物电池实验室效率达到11.5%,染料敏化电池的效率为11.9%,量子点电池的效率近期也得到较为明显的提升,达到了9.9%。值得一提的是钙钛矿电池,其认证的效率已经达到20.1%,发展十分迅速。

图1.3不同类型太阳能电池最高最高效率追踪图

资料来源:美国国家可再生能源实验室

原标题:太阳能电池发展现状简介
投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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