【正文】 師想要通過此書與對太陽能建筑感興趣的建筑師、專業(yè)工程師、建筑商、建筑管理部門的代理、城鎮(zhèn)管理機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對話，使他們能夠?qū)τ谛滦蜆?gòu)造的光伏發(fā)電設(shè)備在已有建筑、老建筑周邊和農(nóng)村應(yīng)用的可能性有所了解。 , March 4, 2023 雨中黃葉樹，燈下白頭人。 上午 11時 38分 53秒 上午 11時 38分 11:38: 沒有失敗，只有暫時停止成功！。 2023年 3月 4日星期六 11時 38分 53秒 11:38:534 March 2023 1空山新雨后，天氣晚來秋。 2023年 3月 4日星期六 上午 11時 38分 53秒 11:38: 1最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。勝人者有力，自勝者強(qiáng)。 2023年 3月 4日星期六 上午 11時 38分 53秒 11:38: 1楚塞三湘接，荊門九派通。 2023年 3月 上午 11時 38分 :38March 4, 2023 1行動出成果，工作出財(cái)富。這本書系統(tǒng)地介紹了太陽電池的歷史、結(jié)構(gòu)和將來。太陽能發(fā)電設(shè)備（光伏設(shè)備）在新建建筑上利用的可能性，不管是技術(shù)上還是造型上都毫無問題，但是 對于在已有建筑再利用光伏，從建筑學(xué)的視角來看往往是不滿意的。gerWaldau 54 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 2023年世界光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展回顧 歐洲 ? 歐盟 27國到 2023年底光伏安裝總量達(dá)到 GW，其中2023年一年安裝 GW ? 到 2023年底德國安裝總量 GW，西班牙 GW ? 2023年 9月歐洲光伏工業(yè)協(xié)會（ EPIA）公布計(jì)劃：在2023年歐洲 12%的電能通過光伏系統(tǒng)提供，這對應(yīng) 420 TWh的電量即 350 GW的光伏系統(tǒng) ,為實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，在20232023年之間要安裝 340 GW ? 2023生產(chǎn)大國 德國，連續(xù)穩(wěn)定增長 ? 2023應(yīng)用大國 – 西班牙，突如其來、不穩(wěn)定 ? 意大利、法國的應(yīng)用以與建筑結(jié)合為主 55 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 2023年世界光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展回顧 日本 ? 2023年底光伏安裝累計(jì) GW ? 2023年預(yù)計(jì)產(chǎn)能 GW ? 2023年預(yù)計(jì)產(chǎn)能 7 GW ? 2023年預(yù)計(jì)安裝 400 MW ? 2023年預(yù)計(jì)安裝總量 GW ? 2030年預(yù)計(jì)安裝總量 100 GW ? 長期的第一生產(chǎn)大國地位被超越 56 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 2023年世界光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展回顧 美國 ? 2023年美國為第三大光伏市場 342 MW(其中并網(wǎng) 292 MW) ? 到 2023年底累計(jì)安裝總量 GW, 其中并網(wǎng) 768 MW ? 2023年美國本土的太陽電池產(chǎn)量為 414 MW ? First Solar的 CdTe電池， 2023年底達(dá)到 GW產(chǎn)能，但是主要產(chǎn)地在國外（馬來西亞 790 MW，德國 198 MW，法國 100 MW以上） ? 1997克林頓簽署“ One Million Solar Roof”計(jì)劃 ? 2023年施瓦辛格在加州簽署“ Million Solar Roofs Plan” ? 美國計(jì)劃到 2023年安裝 510 GW ， 2030年安裝 70100 GW 57 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 2023年世界光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展回顧 中國 ? 2023年太陽電池產(chǎn)量世界第一： GW+ GW ? 2023年大陸： 50多個電池廠， 300多組件廠 ? 2023年預(yù)計(jì)產(chǎn)能 GW ? 2023年預(yù)計(jì)產(chǎn)能 GW ? 計(jì)劃安裝總量：到 2023年達(dá)到 2 GW， 2023年達(dá)到 20 GW ? 但是國內(nèi)市場太?。?生產(chǎn)規(guī)模與應(yīng)用規(guī)模巨大反差！ ? 2023年建設(shè)部“光電建筑計(jì)劃”是第一次全國性、規(guī)?；牟⒕W(wǎng)工程實(shí)施，我國光伏發(fā)展一里程碑，將青史留名！ ? 科技部“金太陽計(jì)劃”，規(guī)模應(yīng)用？！ 58 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 歐洲主要國家的光伏并網(wǎng)價格 德國 59 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 歐洲主要國家的光伏并網(wǎng)價格 德國 60 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 歐洲主要國家的光伏并網(wǎng)價格 西班牙 61 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 歐洲主要國家的光伏并網(wǎng)價格 意大利 62 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 歐洲主要國家的光伏并網(wǎng)價格 瑞士 63 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 歐洲主要國家的光伏并網(wǎng)價格 法國 64 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 光伏與建筑結(jié)合的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 ? 光伏發(fā)電技術(shù)在城鄉(xiāng)推廣的主要途徑： ? 屋頂計(jì)劃、光伏建筑集成 ? 太陽能屋頂計(jì)劃發(fā)起國： ? 德國 ? 日本 ? 美國 65 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 光伏與建筑結(jié)合的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 ? 德國“十萬屋頂”計(jì)劃 （一千、二萬屋頂） ? 德國太陽房或零能耗建筑， 1983年一個農(nóng)村光伏建筑運(yùn)行至今，情況良好 ? 十萬屋頂項(xiàng)目，跟蹤調(diào)研分析 ? 政府機(jī)構(gòu)推進(jìn)發(fā)展 德國環(huán)境部 ? 研究機(jī)構(gòu)強(qiáng)大、研究前沿與實(shí)用、與企業(yè)合作緊密、 ? 產(chǎn)業(yè)配套齊全、創(chuàng)新能力強(qiáng) ? 政策有遠(yuǎn)見、到位、可操作性強(qiáng) 66 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 德國光伏上網(wǎng)電價 來源 Gestore dei Servizi Elettrici (GSE),PHOTON 2023 設(shè)備功率 不與建筑結(jié)合 部分建筑結(jié)合 完全建筑結(jié)合 kW 20kW 2023 設(shè)備功率 部分建筑結(jié)合 完全建筑結(jié)合 20kW 67 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 光伏與建筑結(jié)合的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 68 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 光伏與建筑結(jié)合的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 69 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 光伏與建筑結(jié)合的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 70 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 光伏與建筑結(jié)合的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 71 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 72 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 73 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 光伏與建筑結(jié)合的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 ? 日本“陽光計(jì)劃” ? “新陽光計(jì)劃” （“月光計(jì)劃”） ? 研究機(jī)構(gòu)強(qiáng)大 ? 企業(yè)基礎(chǔ)好，創(chuàng)新能力強(qiáng) 74 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 光伏與建筑結(jié)合的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 ? 在日本，作為太陽光發(fā)電技術(shù)開發(fā)的長期戰(zhàn)略方針，新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)（簡稱 NEDO）在 2023年制定并發(fā)表了 2030年的路線圖（PV2030）。 ? 擴(kuò)散制結(jié) 用橫向石英管 或鏈?zhǔn)?擴(kuò)散爐 ,一般用 p型硅片進(jìn)行磷擴(kuò)散形成 n 型 層 。不同的結(jié)之間通過隧道二極管聯(lián)結(jié)（ tunnel diode）起來，這樣，開路電壓就等于多個不同能隙的電子－空穴的 Fermi 能級之差的總和，這也是多能隙的太陽電池有相當(dāng)高的開路電壓的原因。國際標(biāo)準(zhǔn)采用人造光源，并規(guī)定三個基本測試條件 : 1. 即光源的能量 1000 W/m2， 2. 光源光譜分布為 和 3. 太陽電池的溫度保持在 25℃ 。 理想的太陽電池的串連電阻為 0。 25 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 太陽電池的理想化等效電路模型 太陽電池的能量轉(zhuǎn)換可用理想化等效電路模型來說明。 23 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 太陽電池的基本原理 ? 除了空間電荷區(qū)的電子和空穴要受內(nèi)建電場的作用外，在發(fā)射區(qū)和基區(qū)的少子由于要穿過空間電荷區(qū)也將受到內(nèi)建電場的作用，在空間電荷區(qū)將被加速。 22 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 太陽電池的基本原理 ? 太陽電池的最核心部分是 pn 結(jié)，主要有發(fā)射區(qū)、空間電荷區(qū)和基區(qū)組成組成。一般的半導(dǎo)體帶隙多在 1－ 2 eV之間，其可吸收太陽光中的紫外線、可見光到紅外線（對晶體硅來說從紫外到部分紅外線 250－ 1100 nm）。結(jié)果在 pn結(jié)附近的區(qū)域電中性被打破，即靠近 n型區(qū)附近產(chǎn)生正電荷區(qū)，靠近 p型區(qū)附近產(chǎn)生負(fù)電荷區(qū)，兩者通稱為空間電荷區(qū) (space charge region)。 ? 光電化學(xué)效應(yīng) (photoelectrochemical effect)也可通過光照產(chǎn)生電壓，一般會涉及到電介質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)。如果光子頻率低于 ν 0（紅限），不管光子數(shù)目多大，單個光子沒有足夠的能量去發(fā)射光電子。如器件的金屬接觸不是良好的歐姆接觸 (ohmic contact)， 則金屬－半導(dǎo)體形成的 Schottky接觸的光伏效應(yīng)會遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過純粹的半導(dǎo)體的 Dember效應(yīng)。Wu X.,Dhere .,Aibin （ CdTe）電池效率達(dá)到 %； 單晶硅太陽電池售價約為 3 USD/W； 德國人制作 PVC太陽電池； ? 2023 世界太陽電池年產(chǎn)量超過 540 MW；多晶硅太陽電池售價約為 USD/W； 10 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 太陽電池的發(fā)展歷史 ? 2023 太陽電池年產(chǎn)量超過 760 MW； 德國 Fraunhofer ISE的 LFC（Laser－ fired contact）晶體硅太陽電池效率達(dá)到 20%。 ? 1955 西部電工 (Western Electric) 開始出售硅光伏技術(shù)商業(yè)專利； ? 在亞利桑那大學(xué)召開國際太陽能會議， Hoffman電子推出效率為 2%的商業(yè)太陽電池產(chǎn)品，電池為 14毫瓦 /片， 25美元 /片，相當(dāng)于 1785 USD/W； ? 1956 , 和 發(fā)表 “ 鍺和硅 pn結(jié)電子電流效應(yīng) ” 的文章； ? 1957 Hoffman電子的單晶硅電池效率達(dá)到 8%； ， “ 太陽能轉(zhuǎn)換器件 ” 專利權(quán)； 6 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 太陽電池的發(fā)展歷史 ? 1958 美國信號部隊(duì)的 T. Mandelkorn制成 n /p型單晶硅光伏電池，這種電池抗輻射能力強(qiáng)，這對太空電