【正文】 池很重要； Hoffman電子的單晶硅電池效率達(dá)到 9%； 第一個(gè)光伏電池供電的衛(wèi)星先鋒 1號(hào)發(fā)射， 光伏電池 100平方厘米， W，為一備用的 5毫瓦的話筒供電； ? 1958年開始 , 單晶硅太陽(yáng)電池在人造衛(wèi)星 \宇宙飛船 \航天飛機(jī)等空間飛行器作為供電電源的應(yīng)用 , 推動(dòng)了太陽(yáng)電池的發(fā)展 , 形成小型產(chǎn)業(yè)規(guī)模, 單晶硅太陽(yáng)電池市場(chǎng)價(jià)格 1W100 USD。柏克勒爾 (Alexander E. Becquerel 18201891）首次在稀釋的酸液體中發(fā)現(xiàn)光伏效應(yīng) ,即觀察到插在電解液中兩電極間的電壓隨光照強(qiáng)度變化的現(xiàn)象。 ? 1981 名為 Solar Challenger 的光伏動(dòng)力飛機(jī)飛行成功； 8 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 太陽(yáng)電池的發(fā)展歷史 ? 1983 世界太陽(yáng)電池年產(chǎn)量超過 MW；名為 Solar Trek的 1 kW光伏動(dòng)力汽車穿越澳大利亞， 20天內(nèi)行程達(dá)到 4000公里； ? 1984 面積為 1平方英尺（ 929 cm2）的商品化非晶硅太陽(yáng)電池組件問世； ? 1985,單晶硅太陽(yáng)電池 用于地面供電電源 , 太陽(yáng)電池售價(jià) 1W10USD, 2023年 , 1W , 2023年美國(guó)目標(biāo) : 1W1USD。 而 CIS占 %； 11 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 太陽(yáng)電池發(fā)明人 :（ 1954, Bell Lab) Daryl M. Chapin, Calvin S. Fuller, Gerald L. Pearson 12 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 太陽(yáng)電池的基本理論 ? 光電效應(yīng)現(xiàn)象 ? 愛因斯坦的光電效應(yīng)理論 ? 光伏效應(yīng) ? pn 結(jié)形成和特性 ? 太陽(yáng)電池原理 ? 太陽(yáng)電池等效電路 ? 太陽(yáng)電池效率分析 ? 太陽(yáng)電池的類型 ? 太陽(yáng)電池的發(fā)展 13 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 光電效應(yīng)現(xiàn)象 ? 光電效應(yīng) (photoelectric effect) 現(xiàn)象最早在 1887年由 Heinrich Hertz在從事電磁波實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)的，即金屬表面在光的照射下發(fā)射電子。當(dāng)光照射在金屬表面上，金屬表面的一個(gè)自由電子從入射光中吸收一個(gè)光子后，就會(huì)得到能量 hν ，如果 hν 大于電子從金屬表面逸出時(shí)所需的逸出功 A，這個(gè)電子就可從金屬表面逸出，逸出的電子可被稱為光電子。 ? 由于愛因斯坦發(fā)展了普朗克的能量子思想，提出了光子假說，所提出的光電效應(yīng)方程成功地說明了光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，從而榮獲 1921年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 p型硅晶體是指硅晶體中加入III族元素作為受體 (acceptor)， 提供價(jià)帶空穴。 ? 一般來說，利用光電效應(yīng)也可以制作太陽(yáng)電池。在光照下條件下，由于內(nèi)建（ builtin）電場(chǎng)的作用，在 pn 結(jié)附近產(chǎn)生的電子－空穴對(duì)被分離，電子向 nSi 區(qū)漂移，空穴向 pSi 區(qū)漂移，從而產(chǎn)生從 nSi 區(qū)到 pSi 區(qū)的漂移電流，即所謂的光電流。由于發(fā)射區(qū)和基區(qū)為準(zhǔn)電中性區(qū)域，所形成的光電流為擴(kuò)散電流，這由少數(shù)載流子決定，而多數(shù)載流子并不參與導(dǎo)電。 ? 一般而論，太陽(yáng)電池（ solar cell）是指任何能將太陽(yáng)光直接轉(zhuǎn)換為電力（ electric power）的器件，這里要強(qiáng)調(diào)的直接轉(zhuǎn)換。 26 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 太陽(yáng)電池的等效電路 ? 相對(duì)與二極管，太陽(yáng)電池在光照情況下產(chǎn)生的光電流 IL 為負(fù)值，即 ? I = Is ( e V/VT – 1 ) – IL ? 如無光照 IL ＝ 0，太陽(yáng)電池就是一個(gè)普通的二極管 ? 當(dāng)太陽(yáng)電池短路，即 V = 0 ，則 I ＝ – IL = Isc ，即光電流就等于短路電流?？捎貌⒙?lián)電阻來表示太陽(yáng)電池的漏電流的大小。 35 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 太陽(yáng)電池的效率理論分析 ? 目前的太陽(yáng)電池理論就光電轉(zhuǎn)換效率而言分為以下三種情況： ? 單結(jié)太陽(yáng)電池的理論效率為 31％； ? 多結(jié)太陽(yáng)電池的理論效率為 69％； ? 熱力學(xué)所限制的太陽(yáng)電池的理論效率為 85％。采用多結(jié)結(jié)構(gòu)制造電池就是為了避免這樣的能帶內(nèi)的能量釋放（ intraband energy relaxation）。 ? 摻 Ge,可得到 aSiGe禁帶寬度 （窄帶隙） 。 ? 因此把太陽(yáng)電池和蓄電技術(shù)相結(jié)合組成相對(duì)獨(dú)立的發(fā)電系統(tǒng)，或者和其他的分散性能源相結(jié)合組成混合型系統(tǒng)，從更長(zhǎng)遠(yuǎn)看，氫能源的利用也將會(huì)變得更重要。 各式各樣的應(yīng)用和方案以及創(chuàng)新的構(gòu)造的光伏組件被介紹，并且對(duì)光伏系統(tǒng)的功能和組成進(jìn)行了簡(jiǎn)要地說明。 11:38:5311:38:5311:383/4/2023 11:38:53 AM 1以我獨(dú)沈久，愧君相見頻。 , March 4, 2023 很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒有。 上午 11時(shí) 38分 53秒 上午 11時(shí) 38分 11:38: 楊柳散和風(fēng)，青山澹吾慮。 2023年 3月 上午 11時(shí) 38分 :38March 4, 2023 1業(yè)余生活要有意義，不要越軌。 11:38:5311:38:5311:38Saturday, March 4, 2023 1知人者智，自知者明。 :38:5311:38:53March 4, 2023 1意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。 2023年 3月 4日星期六 上午 11時(shí) 38分 53秒 11:38: 1比不了得就不比，得不到的就不要。 83 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 發(fā)展光伏與建筑結(jié)合的若干建議 ? 光伏生產(chǎn)要首先滿足自用 ? 城市發(fā)展以屋頂為主，新建筑光伏建筑集成 ? 一體化概念：建材型、設(shè)計(jì)、施工 ? 光伏建材化研究 ? 產(chǎn)業(yè)分工： ? 材料、器件、系統(tǒng)、應(yīng)用、檢測(cè)、評(píng)價(jià) ? 84 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 發(fā)展光伏與建筑結(jié)合的若干建議 啟動(dòng)光伏“十萬(wàn)屋頂計(jì)劃”或“百萬(wàn)屋頂計(jì)劃” ? 制定光伏上網(wǎng)補(bǔ)助價(jià)格 我國(guó)發(fā)展光伏最關(guān)鍵問題?。。? 制定光伏發(fā)電中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃、目標(biāo)， 2023年： %； 2023年： 1%； 2030年： 10% （歐盟國(guó)家 2023年 ： 12%） 建立國(guó)家級(jí)測(cè)試評(píng)估實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)期跟蹤測(cè)試，對(duì)各類電池的經(jīng)濟(jì)型、技術(shù)性、穩(wěn)定性以及地方適應(yīng)性表現(xiàn)給于客觀評(píng)估，成立太陽(yáng)能建筑設(shè)計(jì)、規(guī)劃研究機(jī)構(gòu)和人才培訓(xùn) 85 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 太陽(yáng)電池的未來發(fā)展 ? 晶體硅電池為主流－第一代（硅片為基礎(chǔ)） ? －單晶硅 ? －多晶硅 ? 薄膜太陽(yáng)電池－第二代 ? －非晶硅 ? －銅銦（鎵）硒或銅銦（鎵）硫 ? 新型高效太陽(yáng)電池－第三代（概念） ? －多結(jié)電池 ? －非晶－晶體結(jié)合 86 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 太陽(yáng)電池的未來發(fā)展 ? 多個(gè)結(jié)太陽(yáng)電池（光譜分段利用） ? 單光子激發(fā)多對(duì)電子－空穴對(duì)（多激發(fā)） ? 中間帶隙（分步激發(fā)） ? 熱載流子太陽(yáng)電池 ? 黑體輻射的頻譜轉(zhuǎn)換（上移、下移和集中） ? 其它類型太陽(yáng)電池（熱光伏電池、敏化、有機(jī)） 87 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 太陽(yáng)電池的未來發(fā)展 多結(jié)太陽(yáng)電池的轉(zhuǎn)換效率理論計(jì)算 88 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 太陽(yáng)電池的未來發(fā)展 ? 太陽(yáng)電池實(shí)現(xiàn)最發(fā)電模式 ? －光子與電子的轉(zhuǎn)換（簡(jiǎn)潔） ? －光子器件，最佳的和技術(shù)； ? 太陽(yáng)電池存在問題 ? －效率與成本 ? －高純硅材料短缺 ? －薄膜電池問題 ? 第三代太陽(yáng)電池 ? 太陽(yáng)電池發(fā)電發(fā)展前景廣闊 ? －未來主要的發(fā)電形式 89 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 問題與展望 ? 并網(wǎng)電價(jià)出臺(tái)是推廣光伏應(yīng)用的關(guān)鍵所在 ? 知識(shí)宣傳 廣泛開展光伏發(fā)電科普教育 ? 人才培養(yǎng) 技工、中專、本科（目前主要是研究生） ? 中山大學(xué)碩士點(diǎn)“ 光伏技術(shù)與應(yīng)用 ” ? 大專教育：新余職業(yè)技術(shù)學(xué)院、 樂山職業(yè)技術(shù)學(xué)院 、 ? 從業(yè)資質(zhì) 設(shè)計(jì)、安裝工程技術(shù)人員 ? 產(chǎn)品質(zhì)量 材料、器件、系統(tǒng)測(cè)試和評(píng)價(jià) ? 施工質(zhì)量 評(píng)估和認(rèn)證 90 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 太陽(yáng)光發(fā)電是最受期待的可再生能源，太陽(yáng)照射到地球上的能量完全可以滿足全人類能源需求。 儒博 著 沈 輝 褚玉芳 王丹萍 譯 張 原 陳 維 校 81 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 目 錄 前言 太陽(yáng)能建筑 PVACCEPT: 研究項(xiàng)目 應(yīng)用領(lǐng)域 造型和構(gòu)造 創(chuàng)新的太陽(yáng)電池和組件 成功的實(shí)際范例 光伏屋頂 光伏幕墻 在城市的應(yīng)用 在農(nóng)村的應(yīng)用 光伏技術(shù)基礎(chǔ) 圖片說明 82 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 前 言 主動(dòng)太陽(yáng)能利用在最近的時(shí)間是備受關(guān)注的課題。這是非晶硅材料結(jié)構(gòu)的一種光致亞穩(wěn)變化效應(yīng)，即光照是材料產(chǎn)生懸掛鍵等亞穩(wěn)缺陷 44 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 非晶硅太陽(yáng)電池 45 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 非晶硅太陽(yáng)電池 46 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 非晶硅太陽(yáng)電池 非晶硅 (短波 )與單晶硅 (長(zhǎng)波 )太陽(yáng)電池光譜響應(yīng)曲線 47 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2023/3/4 銅銦錫太陽(yáng)電池