太陽(yáng)電池發(fā)展趨勢(shì)

   太陽(yáng)電池走向大規(guī)模應(yīng)用需要解決兩大難題：一是提高光電轉(zhuǎn)換效率；二是降低生產(chǎn)成本。21世紀(jì)以來(lái)，太陽(yáng)電池發(fā)展進(jìn)入了新階段，太陽(yáng)電池?zé)o論從結(jié)構(gòu)上、材料工藝上都得到了新的發(fā)展。所謂新型太陽(yáng)電池，是指用新材料、新結(jié)構(gòu)和新工藝制造的太陽(yáng)電池。目前晶體硅高效太陽(yáng)電池和各類薄膜太陽(yáng)電池是全球新型太陽(yáng)電池研究開(kāi)發(fā)的兩大熱點(diǎn)和重點(diǎn)。高效單晶硅太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率已接近25%，高效多晶硅太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率已超過(guò)20%。薄膜太陽(yáng)電池的研究工作主要集中在非晶硅薄膜電池、 CdTe 系薄膜電池、 CIS 系薄膜電池和多晶硅薄膜電池上。非晶硅薄膜電池的研發(fā)，重點(diǎn)是研究解決電池的光致衰降和提高效率問(wèn)題。經(jīng)過(guò)努力，已有多新的突破，實(shí)驗(yàn)室的穩(wěn)定效率已達(dá)15%。 CdTe 系薄膜電池的實(shí)驗(yàn)室效率已達(dá)到16.4%, CIS 系薄膜電池實(shí)驗(yàn)室效率達(dá)到19.2%，并且都已建立了效率超過(guò)10％的中試規(guī)模的生產(chǎn)線。多晶硅薄膜電池發(fā)展迅速，目前實(shí)驗(yàn)室效率已超過(guò)17%，成為引起世界光伏界矚目的新熱點(diǎn)，前景看好。

高效率低成本晶體硅太陽(yáng)電池的研究開(kāi)發(fā)

   晶體硅太陽(yáng)電池在21世紀(jì)的前20年內(nèi)仍將是居主導(dǎo)地位的光伏器件，在生產(chǎn)和應(yīng)用總量中占首位，并將向效率更高、成本更低的方向發(fā)展。自1954年實(shí)用的太陽(yáng)電池問(wèn)世以來(lái)，晶體硅太陽(yáng)電池一直在世界光伏市場(chǎng)居統(tǒng)治地位，占太陽(yáng)電池總產(chǎn)量的80％以上。預(yù)計(jì)這種地位在相當(dāng)一個(gè)時(shí)期之內(nèi)，還將會(huì)繼續(xù)保持。但將硅材料變成適合于制造電池的硅片，要采用大容量的晶體生長(zhǎng)裝置和價(jià)格昂貴的切割設(shè)備，并且制造溫度高，要消耗相當(dāng)多的電能，因而目前硅片的生產(chǎn)成本還比較高。正在研究試驗(yàn)用切薄硅片、擴(kuò)大平面晶體或采用聚光等方法，力爭(zhēng)把硅片的生產(chǎn)成本降低一半左右。預(yù)測(cè)采用各種新方法和新工藝，有望把硅片的生產(chǎn)成本逐步降低，這樣太陽(yáng)電池組件的生產(chǎn)成本會(huì)不斷下降。降低硅材料的生產(chǎn)費(fèi)用，是降低太陽(yáng)電池成本的關(guān)鍵。多晶硅電池的材料成本比單晶硅電池的材料成本低，應(yīng)作為研究開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。主要研發(fā)的問(wèn)題有：①多晶硅材料制備的新技術(shù)；②快速摻雜表面處理技術(shù)；③提高硅片質(zhì)量的新技術(shù)、新工藝等。

   制約晶體硅太陽(yáng)電池光電轉(zhuǎn)換效率進(jìn)一步提高的主要技術(shù)障礙有：

①電池表面柵線遮光影響；

②電池表面光反射損失；

③光傳導(dǎo)損失；

④內(nèi)部復(fù)合損失；

⑤表面復(fù)合損失等。

針對(duì)這些障礙，近些年來(lái)研究開(kāi)發(fā)了許多新技術(shù)、新工藝，主要有：

①雙層減反射膜；

②激光或機(jī)械刻槽埋藏柵線技術(shù)；

③絨面技術(shù)；

④背點(diǎn)接觸電極克服技術(shù)；

⑤高效反射器技術(shù)；

⑥光吸收技術(shù)等。