【正文】 流程 按結(jié)構(gòu)分類 由同一種半導(dǎo)體材料構(gòu)成一個(gè)或多個(gè) pn 結(jié)的電池。 晶體硅太陽能電池制造流程 多晶硅薄膜太陽能電池 通常的晶體硅太陽能電池是在厚度 350450μ m 的高質(zhì)量硅片上制成的，這種硅片由提拉或澆鑄的硅錠鋸割成，因此實(shí)際消耗的硅材料更多。襯底主要為玻璃及不銹鋼，制成的非晶硅薄膜經(jīng)過不同的電池工藝 過程可分別制得單結(jié)電池和疊層太陽能電池。 CIS 作為太陽能電池的半導(dǎo)體材料，具有價(jià)格低廉、性能良好和工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，將成為今后發(fā)展太陽能電池的一個(gè)重要方向。 太陽能電池新工藝 （ 1）量子阱半導(dǎo)體太陽能電池 :由于量子太陽能電池具有高光電轉(zhuǎn)換效率的特性，它已經(jīng)不斷引起發(fā)達(dá)國家的興趣與重 視。除了通過優(yōu)化量子阱結(jié)構(gòu)和 MOCVD 工藝降低材料內(nèi)部各種復(fù)合幾率外，應(yīng)抑制載流子在電池表面的復(fù)合，從而改善暗電流一電壓特性，提高填充因子，具有反射電子作用的 p型布拉格反射結(jié)構(gòu) (DBR)代替 p型層中的窗口 (window)層，可以把向 P 型摻雜區(qū)表面擴(kuò)散的電子反射回去，這樣不但可以抑制光生載流子在 P 型摻雜區(qū)表面的復(fù)合以改善暗電流一電壓特性，同時(shí)還可以增加光生短路電流。 在太陽能熱水器產(chǎn)業(yè)方面，中國政府出臺(tái)扶強(qiáng)扶優(yōu)戰(zhàn)略，力爭(zhēng)做大并做強(qiáng)太陽能熱水器產(chǎn)業(yè)。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 進(jìn)一步完善中國太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策的思考 產(chǎn)業(yè)政策具有導(dǎo)向性，因此，政府政策的出臺(tái)對(duì)太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有明顯的激 勵(lì)作用?！? 其次，要建立太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的階段性戰(zhàn)略規(guī)劃，應(yīng)分為初期階段、中期階段和遠(yuǎn)期階段。也可以舉行電視、電話會(huì)議，及時(shí)溝通先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。換句話說，就是要集思廣益，尋求技術(shù)創(chuàng)新改進(jìn)方法，從而有利于實(shí)現(xiàn)人類在同一個(gè)地球上更好生存與發(fā)展。而且，各高等院校、科研院所之間建立太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展平臺(tái)，共同關(guān)心政策的變化和開發(fā)太陽能相關(guān)新技術(shù)。有利于解決各部門認(rèn)識(shí)不統(tǒng)一，相互推動(dòng)的現(xiàn)狀，保持中國能源的可持續(xù)發(fā)展。由此可見，日本技術(shù)開發(fā) 支持政策有效地推動(dòng)了該國太陽能產(chǎn)業(yè)的新技術(shù)開發(fā)，也只有技術(shù)水平不斷提高，生產(chǎn)出適用的太陽能產(chǎn)品，太陽能產(chǎn)業(yè)才能不斷地開拓前進(jìn)。目前，中國太陽能熱水器集熱面積和光伏產(chǎn)業(yè)的電池、組件環(huán)節(jié)位居世界第一位。但量子阱太陽能電池卻有一個(gè)獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，所示，量子阱中的光生電子空穴對(duì)可以通過熱運(yùn)動(dòng)馳豫逃離到 (thermal escape, TE)勢(shì)壘能帶上，從而有利于抑制載流子復(fù)合，減小了暗電流 :同時(shí)提高 了勢(shì)壘層的準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)差，使得開路電壓有可能隨之進(jìn)一步加強(qiáng)，從 而把一部分周邊熱能轉(zhuǎn)化成了輸出的電功率，提高了太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。由于化合物半導(dǎo)體大多數(shù)有毒，易對(duì)環(huán)境造成污染，一般只應(yīng)用于特殊場(chǎng)合。另外， CIS 薄膜太陽 能電池不存在光致衰退問題。②頂電池的i 層較薄，光照產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度變化不大，保證 i 層中的光生載流子抽出 。提高轉(zhuǎn)化效率主要是依靠單晶硅表面微結(jié)構(gòu)處理和分區(qū)摻雜工藝。 對(duì)不同材料的太陽能電池來說，盡管光譜響應(yīng)的范圍是不同的，但光電轉(zhuǎn)換的原理是一致的。目前的光伏電池組件封裝工藝水平低，導(dǎo)致電池組件在使用過程中出現(xiàn)許多問題，影響電池組件的使用壽命。 1982 年在甘肅榆中縣建成國內(nèi)第一座 1 OKW 光伏電站，解決了 20 余戶農(nóng)民照明電。日本政府相繼頒布了一系列發(fā)展包括太陽能在內(nèi) 的可再生能源的法規(guī)，這一系列政策極大地推動(dòng)了該國太陽能技術(shù)的發(fā)展。農(nóng)村載波電話光伏系統(tǒng)、小型通信機(jī)、士兵 GPS 等。如果用戶使用直流負(fù)載，通過充電控制器還能為負(fù)載提供穩(wěn)定的直流電 (由于天氣的原因，太陽電池方陣發(fā)出的直流電的電壓和電流不是很穩(wěn)定 )。表現(xiàn)在幾種主要太陽電池效率不斷提高，總產(chǎn)量年增幅保持在 30%～ 40%, 1998 年己達(dá) 200MWp。 太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展歷史 早在 1839 年，法國科學(xué)家貝克雷爾 (Becqurel)就發(fā)現(xiàn)，光照能使半導(dǎo)體材料的不同部位之間產(chǎn)生電位差。 ②市場(chǎng)支撐類政策 20xx 年，實(shí)施的太陽能屋頂計(jì)劃，即投入 400 萬英鎊資助 18 個(gè)位于北愛爾蘭、蘇格蘭、威爾斯和英格蘭的公共建筑物太陽能屋頂。 ②技術(shù)支持類政策 日本 20xx 年成立國際研究機(jī)構(gòu)，由國內(nèi)外專家專項(xiàng)研究太陽能板的新型技術(shù)，以降低成本。 20xx 年制定新的《可再生能源采暖立法》，要求新建筑必須要與可再生能源系統(tǒng)結(jié)合，而消費(fèi)者們更傾向于太陽能系統(tǒng)的安裝。其主要內(nèi)容是給予太陽能光伏發(fā)電及其他太陽能相關(guān)發(fā)電技術(shù)的使用者 (包括居民和商業(yè)區(qū)企業(yè) )相應(yīng)的稅收抵扣和加速折舊期。 國外太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策現(xiàn)狀 發(fā)展太陽能是人類理想的替代化石能源的有效途徑，各國政府都極大地關(guān)注太陽能的開發(fā)和利用，通過政策激勵(lì)市場(chǎng)的手段，不斷地提高太陽能利用的技術(shù)水平。 三類地區(qū) 全年日照時(shí)數(shù)為 2200～ 3000 小時(shí)，輻射量在 502～ 586kJ/cm178。全國以四川和貴州兩省的 太陽年輻射總量最小，其中尤以四川盆地為最，那里雨多、霧多，晴天較少。晴朗白晝的正午，在垂直于太陽光方向上的地面上， 1m178。到達(dá)地球大氣層外的太陽輻射能為 ～ 178。 Solar cell。 chimney power. 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 第 1 章 引言 能源是現(xiàn)代社會(huì)存在和發(fā)展的基石。,被大氣反射、散射、或吸收之后，約有 70%投射到地面。面積所能接受的太陽能平均只有 1KW 左右。例如素有“霧都”之稱的成都市，年平均日照時(shí)數(shù)僅為 ，相對(duì)日照為 26，年平均晴天為 天，陰天達(dá) 天，年平均云量高 。相當(dāng)于 170～200kg 標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒所發(fā)出的熱量。當(dāng)今社會(huì)，規(guī)模經(jīng)濟(jì)越來越發(fā)揮著重要的作用，“到 2020 年太陽能光伏價(jià)格有望跌至每千瓦時(shí) 15 美分以下。 ③市場(chǎng)支撐類政策 “在美國，提供了未來光伏產(chǎn)能安裝不斷增長(zhǎng)的最具有潛力的政策體系是可再生能源配額標(biāo)準(zhǔn) (RPS)。 ②技術(shù)支持類政策 20xx 年，為鼓勵(lì)太陽能生產(chǎn)廠商縮減技術(shù)成本，德國政府引入“稅收返還”政策。 20xx 年，日本重新啟動(dòng)太陽能鼓勵(lì)政策，安排?？钛a(bǔ)助太陽能電池技術(shù)創(chuàng)新。 20xx年，英國成為能源凈進(jìn)口國，其對(duì)進(jìn)口天然氣和石油依賴程度不斷增加的事實(shí)，促使英國政府更加致力于新能源開發(fā)與利用。這種現(xiàn)象后來被稱為“光生伏打效應(yīng)”，簡(jiǎn)稱“光伏效應(yīng)”。應(yīng)用范圍越來越廣，尤其是光伏技術(shù)的屋頂計(jì)劃 ，為光伏發(fā)電展現(xiàn)了無限光明的前途。 逆變器的作用就是將太陽能電池方陣和蓄電池提供的低壓直流電逆變成 220伏交流電，供給交流負(fù)載使用。 (4)家庭燈具電源 : 光伏電池方陣 蓄電池組 直流負(fù)載 交流負(fù)載 控制器 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 如庭院燈、路燈、手提燈、野營 燈、登山燈、垂釣燈、黑光燈、割膠燈、節(jié)能燈等。德國是最先倡導(dǎo)和發(fā)展太陽能的國家之一。 1989 年至 20xx 年在西藏建設(shè)了 7 座光伏電站，總功率達(dá) 420KW 。 （ 3）晶體硅光伏電池組件的生產(chǎn)成本較高。在 pn 結(jié)的內(nèi)建電場(chǎng)作用下， n 區(qū)的空穴向 p 區(qū)運(yùn)動(dòng)， p 區(qū)的電子向 n 區(qū)運(yùn)動(dòng)，最后造成在太陽能電池受光面 (上表面 )有大量負(fù)電荷 (電子 )積累，而在電池背光面 (下表面 )有大量正電荷 (空穴 )積累。 單晶硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率無疑是最高的，在大規(guī)模應(yīng)用和工業(yè)生產(chǎn)中仍占據(jù)主導(dǎo)地位，但由十受單晶硅材料價(jià)格及相應(yīng)的繁瑣的電池工藝影響，致使單晶硅成本價(jià)格居 高不下。③底電池產(chǎn)生的載流子約為單電池的一半，光致衰退效應(yīng)減小 。因此， CIS 用作高轉(zhuǎn)換效率薄膜太陽能電池材料也引起了人們的注目。 （ 3）有機(jī)太陽能電池 :就目前而言，由于硅太陽能電池的制造成本非常昂貴，限制了地面太陽能電池的大規(guī)模使用。 研制高效率太陽能電池，必須深入研究填充因子的優(yōu)化問題。但中國光伏產(chǎn)業(yè)鏈不完善，上游關(guān)鍵硅材料和技術(shù)處于落后狀態(tài)，因此，處于低附加值的中下游環(huán)節(jié)。 可以預(yù)見的是，太陽能產(chǎn)業(yè)的技術(shù)發(fā)展會(huì)不斷地改進(jìn)和提升，而且市場(chǎng)也會(huì)有所拓展。當(dāng)今世界光伏發(fā)電的趨勢(shì)是并網(wǎng)光伏發(fā)電，對(duì)此，應(yīng)制定《上網(wǎng)電價(jià)法》，鼓勵(lì)太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電。構(gòu)建交流平臺(tái)，可以通過座談，項(xiàng)目合作，以及調(diào)研等方式，共同 推動(dòng)太陽能技術(shù)水平的提高。 大力完善人才培養(yǎng)機(jī)制 人才一是使太陽能產(chǎn)業(yè)騰飛的基本要素，離開了人才的培養(yǎng)，就是空談太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。各個(gè)省市之間，應(yīng)該多開經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)，要向經(jīng)驗(yàn)豐富的省市學(xué)習(xí)?！凹词钩霈F(xiàn)市場(chǎng)失靈，政府也應(yīng)該是在法律法規(guī)框架下，采取成熟政策工具進(jìn)行干預(yù)。太陽能產(chǎn)業(yè)在不同領(lǐng)域的具體配套政策，還有待于進(jìn)行優(yōu)化分析。中國政府將持續(xù)關(guān)注太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并出臺(tái)相應(yīng)的扶持政策。填充因子主要決定于暗電流電壓特性，因此，與各種復(fù)合過程有關(guān)。但目前與無機(jī)硅太陽能電池相比，它在轉(zhuǎn)換效率、光譜響應(yīng)范圍、河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 電池穩(wěn)定性上還有待提高。硒化法是使用 HZSe 疊層膜硒化，但該法難以得到組份均勻的 CIS 。 非晶硅薄膜太陽能電池的制備方法有很多，其中包括反應(yīng)濺射法、 PECVD 法、LPCVD 法等，反應(yīng)原料氣體為 HZ 稀釋的 SiH4,。為了節(jié)省高質(zhì)量材料，尋找單晶硅電池的替代產(chǎn)品，現(xiàn)在發(fā)展了薄膜太 l 淚能電池，其中多晶硅薄膜太陽能電池和非晶硅薄膜太陽能電池就是典型代表。只要太陽光照不斷，負(fù)載上就一直有電流通過。 （ 4）我國制造光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備的相關(guān)技術(shù)還需要進(jìn)一步提高。 1998 年，我國利用光伏電池作為光纜通信站的電源，該光伏發(fā)電系統(tǒng)的容量為 1 OOKW。德國政府在 20xx 年頒布的“可再生能源法”極大地促進(jìn)了太陽能技術(shù)的發(fā)展，使德國的光伏發(fā)電市場(chǎng)從 1999年的 12MW增加到 20xx年的 130MW，同時(shí)成本降低了 20% 。 (6)太陽能建筑 : 將太陽能發(fā)電與建筑材料相結(jié)合，使得未來的大型建筑實(shí)現(xiàn)電力自給，是未來一大發(fā)展方向。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，蓄電池處于浮充放電狀態(tài)，夏天日照量大，除了供給負(fù)載用電外，還對(duì)蓄電池充電 。太陽能光伏板一般又分為 :單晶硅電池光伏板、多晶硅電池光伏板和非晶硅光伏板 (圖 2. 1)。雖然太陽能光伏發(fā)電取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但比計(jì)算機(jī)和光纖通訊的發(fā)展要慢的多。 20xx 年 4 月， 英國實(shí)行太陽能光伏補(bǔ)貼，旨在促進(jìn)市場(chǎng)增長(zhǎng)強(qiáng)勁。 20xx 年發(fā)布了“太陽能發(fā)電普及行動(dòng)計(jì)劃”，該計(jì)劃制定了日本 2030年的太陽能發(fā)電目標(biāo)和 3 至 5 年后太陽 能系統(tǒng)電池價(jià)格預(yù)期。 ③市場(chǎng)支撐類政策 20xx 年 4 月，德國政府提出削減太陽能鼓勵(lì)政策力度，盡管德國政府在力度上削減對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)的補(bǔ)貼，但這并不意味著政府將取消對(duì)太陽能產(chǎn)業(yè)的補(bǔ)貼 政策，新一輪的補(bǔ)貼政策將繼續(xù)推動(dòng)德國太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。例如 :加州政府為在公用建筑、商業(yè)建筑或住宅等建筑物的屋頂上安裝太陽能設(shè)備的企業(yè)或家庭，給予各項(xiàng)補(bǔ)貼。其代表國家有 :美國、德國、日本、英國、以色列等，其相應(yīng)的作 法十分具有借鑒意義。 四類地區(qū) 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 全年日照時(shí)數(shù)為 1400～ 2200 小時(shí)，輻射量在 419～ 502kJ/cm178。 我國太陽能資源分布的主要特點(diǎn)有 :太陽能的高值中心和低值中心都處在北緯 22186。由于受氣候、季節(jié)等因素的影響，到達(dá)某一地面的太陽 直接輻射能是 極不穩(wěn)定的。 巨大的太陽能是地球萬物生長(zhǎng)之源，除了其永恒和巨大外，它還具有廣泛性、分散性、隨機(jī)性、間歇性、區(qū)域性和清潔性等特點(diǎn)。隨著時(shí)間的推移，化石能源的稀缺性越來越突顯，且這種稀缺性也逐漸在能源商品的價(jià)格上反應(yīng)出來。 and the significance of solar power has been presented too. The work principle of solar panels has been introduced and the related theory and method were also descripted in detail. In addition, the solar power device with regulating function has been designed which based on the above theories. Key words photovoltaic power。我國是太陽能資源十分豐富的國家之一，太陽能的開發(fā)利用將有巨大的潛力和市場(chǎng)前景，它不僅能帶來良好的社會(huì)效益和環(huán)境效益，而且還具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益，是一個(gè)十分誘人的新能源與可再生能源 。 （ 1）分散性。例如被人們稱為“日光城”的拉薩市， 1961 年至 1970