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摘 要

在现代社会，经济的发展与科技的进步是主题词，而这两者都与能源有着密不可分的关系。近年来随着生活水平的日益提高，对各种能源的需求也日益增大，目前各种不可再生能源已经长期处于被过度开采的状态，人们需要新型能源来解决这个问题。为了满足目前社会对能源大量的需求以及可持续发展的宗旨，并减少有害废料对于环境的损害，因而新能源被大量关注。其中光伏发电作为一种优质清洁的能源，不仅能满足上述的条件，而且还具有发展前景广阔、应用面广的特性。目前光伏发电已经在很多领域中被应用，包括目前最常用的几类光伏发电包括独立式光伏发电、离网式光伏发电合并王世光伏发电等等，这些光伏发电技术中最主要的部分都是光伏电池。本文介绍了我国目前光伏电池技术的现状，进一步研究并整理其发展趋势。

关键词：光伏电池技术 可再生能源 太阳能发电

Current situation and future trend of photovoltaic technology

Abstract

In modern society, the development of economy and the progress of science are the theme. They are both closely relative with energy. However, with the increase of population and the improvement of people's life quality, the demand for all kinds of traditional energy is also increasing. At present, all kinds of non renewable energy have been over exploited for a long time. People need new energy to solve this problem. In order to meet the demand of development for new energy, adhere to the purpose of sustainable development, and reduce the pollution and damage of energy waste to the environment and atmosphere, more and more people have paid attention to clean energy. Solar energy, as a kind of high-quality renewable energy, has the characteristics of clean and environmental protection. Solar energy can be used in many fields, the most commonly used is to use photovoltaic cells for power generation. This paper introduces the current situation of photovoltaic cell technology in China, and further studies and summarizes its development trend.

Keywords:Photovoltaic cell technology;Renewable resource;Photovoltaic power generation

目录

第一章 绪论 2

第二章 晶硅光伏电池 3

2.1单晶硅光伏电池 3

2.1.1研究现状 3

2.1.2未来趋势 4

2.2多晶硅光伏电池 4

2.2.1研究现状 4

2.2.2未来趋势 5

2.3薄膜单晶硅和多晶硅光伏电池.....................................................................................................6

2.4薄膜非晶硅光伏电池.......................................................................................................................6

2.4.1研究现状.................................................................................................................................7

2.4.2未来趋势...............................................................................................................................10

第三章 CdTe光伏电池 12

3.1研究现状 12

3.2未来趋势............................................................................................................................................13

第四章 CIGS光伏电池 15

4.1研究现状 15

4.2未来趋势 16

第五章 III–V族光伏电池 17

5.1研究现状 17

5.2未来趋势 18

第六章 纳米光伏电池 19

结论 22

参考文献 23

致谢 25

第一章 绪论

近几十年来，传统化石燃料急速枯竭，目前，世界能源消耗为每年10兆瓦，到2050年，预计每年消耗约为30兆瓦。到本世纪中叶，世界将需要大约20TW的非二氧化碳能量以减少大气中的污染物质，因此人们急需寻找新的清洁能源代替传统能源来满足社会需求。在这些新能源当中，光伏发电技术有较为明显的安全和技术保障，且来源广泛易于获取，与其他能源相比展现出巨大的优势。

目前，全球光伏市场正以35-40%的年增长率迅速增长，2018年全球光伏装机总量约为480619.1MW，除了经济、产业等因素的推动外，这一成就主要归因于光伏电池科技的发展。其中单晶和多晶硅太阳能电池目前是主要的光伏电池，组件生产成本约$1.50每峰值瓦特。而薄膜光伏是作为大幅度降低太阳能电池成本的一种手段而开发的。近年来，该领域也取得了显著进展，其中CdTe和CIGS薄膜太阳能电池的效率分别为16.5%和近20%。这是目前薄膜太阳能电池技术获得的最高值。而目前CdTe薄膜模块的生产成本约为每峰值瓦特0.76$，远低于晶硅光伏电池。并且光伏和其他可再生能源被用于电力、运输氢、住宅和工业化石燃料加热^[1]。因此，光伏将在满足世界未来能源需求方面发挥重要作用。而近几年被认为是光伏的“临界点”^[2]。

关于光伏发电的历史，在1839年，贝克雷尔在研究光对电解槽的影响时发现了光伏效应，不过当时需要很长时间才能达到一定的效率。后来，太阳能电池在20世纪50年代由于空间应用而迅速发展，并用于卫星(当时为晶硅光伏电池，效率为6-10%)。1970年代的能源危机大幅度地刺激了光伏的研发。同时，基于化合物半导体(III-V和II-VI)的太阳能电池首次被研究，开发了多晶硅和薄膜太阳能电池技术，以降低材料消耗和制造过程中的能量损耗，并制作为集成结构以提供高功率模块，从而降低了成本。由此可见，光伏发电技术的核心是光伏电池，本文将论述目前主流光伏电池的科技现状，包括单晶硅、多晶硅、非晶硅光伏电池、碲化镉光伏电池、铜铟镓硒光伏电池以及纳米光伏电池，并对其未来发展趋势予以概括。

第二章 晶硅光伏电池

2.1单晶硅光伏电池

2.1.1研究现状

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