【正文】 . 3 已 商業(yè) 化 C d T e 1 . 4 4 15 與 C d S 結(jié)合構(gòu)成的太陽電池已商業(yè)化 C u I n S e 2 1 . 0 4 17 探索大面積應(yīng)用批量生產(chǎn)技術(shù) G a A s 1 . 4 2 3 7 . 4 已開始用于空間太陽電池 I n P 1 . 3 5 1 9 . 1 耐輻射性能優(yōu)異 , 處于研究開發(fā)階段 表 1 無機(jī)太陽能電池的性能及應(yīng)用 Masafumi Yamaguchi,Tatsuya Takamoto,Kenji Araki， et al. Solar energy, 2022. 《 新能源材料 》 雷永泉，萬群，石永康，天津大學(xué)出版社， 2022. ? 單晶硅：澳大利亞新南威爾士大學(xué)格林教授發(fā)電成本可降低為 5~8美分 /（ kW ? 當(dāng)太陽能電池受到陽光照射時(shí)，光與半導(dǎo)體相互作用可以產(chǎn)生光生載流子，所產(chǎn)生的電子 空穴對(duì)靠半導(dǎo)體內(nèi)形成的勢(shì)壘分開到兩極，正負(fù)電荷分別被上下電極收集。然后在 PN結(jié)中形成電勢(shì)差，這就形成了電源。 三、太陽能電池工作原理 光伏效應(yīng) 太陽能電池發(fā)電的原理主要是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)，一般的半導(dǎo)體主要結(jié)構(gòu)如下： 圖中，正電荷表示硅原子， 負(fù)電荷表示圍繞在硅原子旁邊 的四個(gè)電子。 10%24%40%26%能源狀況 傳統(tǒng)化石能源 → 不可再生、環(huán)境污染、能源枯竭 可再生能源：風(fēng)能、地?zé)崮堋?水能、潮汐能、太陽能等 ↓ 資源豐富、利用方便、潔凈無污染 石油 煤 天然氣 其他 世界的能源結(jié)構(gòu) 能源結(jié)構(gòu)調(diào)整 太陽能利用的重要途徑之一是研制太陽能電池！ 每年排放的二氧化碳達(dá) 210萬噸 化石能源開采高峰 2020~2030年 世界和中國(guó)主要常規(guī)能源儲(chǔ)量預(yù)測(cè) 二、太陽能電池簡(jiǎn)介 太陽光能轉(zhuǎn)換成電能的裝置，采用半導(dǎo)體產(chǎn)生 PN結(jié)來獲得電位。 ? 太陽是一個(gè)巨大、久遠(yuǎn)、無盡的能源。在海平面上的標(biāo)準(zhǔn)峰值強(qiáng)度為1kw/m2，地球表面某一點(diǎn) 24h的年平均輻射強(qiáng)度為 ，相當(dāng)于有 102,000TW 的能量，人類依賴這些能量維持生存，其中包括所有其他形式的可再生能源（地?zé)崮苜Y源除外）雖然太陽能資源總量相當(dāng)于現(xiàn)在人類所利用的能源的一萬多倍，但太陽能的能量密度低，而且它 因地而異，因時(shí)而變 ，這是開發(fā)利用太陽能面臨的主要問題。地球軌道上的平均太陽輻射強(qiáng)度為1367kw/m2。研制廉價(jià)和轉(zhuǎn)化效率高的太陽能電池的歷史使命就責(zé)無旁貸地落在光電子科技工作者的肩上。問題是應(yīng)該盡快地研制出價(jià)格低廉、 轉(zhuǎn)換效率較高 的光伏電池。 ? 太陽能就是無污染的巨大能源，太陽實(shí)時(shí)給予地球的能量是人類每天所消耗的能量的上萬倍，其中 70%以上的能量是給予了大海，陸地的降雨量、沿海的臺(tái)風(fēng)、颶風(fēng)都是太陽能轉(zhuǎn)化的表現(xiàn)形式。我國(guó)東海、南海的能源開發(fā)有待積極進(jìn)行國(guó)際協(xié)作開發(fā)，其儲(chǔ)量尚未可知。 ? 我國(guó)已決定發(fā)展核電，在未來十幾年內(nèi)將興建約 40個(gè)百萬千瓦級(jí)核電組，如果 2020年我國(guó)電力裝機(jī)總量達(dá)到 9億千瓦，則核電只占總裝機(jī)容量的幾個(gè)百分點(diǎn)，但是預(yù)計(jì)我國(guó)在按照目前的耗能情況比例上升，到 2020年全國(guó)消耗常規(guī)能源為 60億噸，所排放的 CO2將高達(dá) 200億噸以上，對(duì)人類的生存環(huán)境將造成嚴(yán)重的影響。我國(guó)已探明煤炭?jī)?chǔ)存量約 8200億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，利用目前的工藝技術(shù)，可以安全開采的總儲(chǔ)量約 1500億噸標(biāo)準(zhǔn)煤， 2022年我國(guó)煤炭能源消耗為 ，按照目前能源消耗增長(zhǎng)的速率來計(jì)算的話，則我國(guó)的煤炭?jī)H能夠滿足 30～ 40年的使用。 太陽能電池是太陽能利用的重要途徑之一 ? 二十一世紀(jì)將是能源危機(jī)和能源革命的世紀(jì)。 包括風(fēng)能、海洋能等，都是太陽能的子孫、都是太陽能轉(zhuǎn)換而成。第五章 光伏材料和太陽能電池 內(nèi)容 ?序言 ?太陽能電池簡(jiǎn)介 ?太陽能電池工作原理 ?太陽能電池分類 ?太陽能電池對(duì)材料的要求 ?各類太陽能電池的制造方法及研究狀況 ?利用太陽能電池發(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn) ?太陽能電池的展望 一、序言 地球每天接收的太陽能，相當(dāng)于整個(gè)世界一年所消耗的總能量的 200倍。太陽每秒發(fā)出的能量就大約相當(dāng)于 放出的全部熱量。 太陽能是人類取之不盡用之不竭的可再生清潔能源。眾所周知，世界上已探明的石油存儲(chǔ)量只能供應(yīng) 40至 50年，世界上石油儲(chǔ)量 67%在中東，我國(guó) 2022年進(jìn)口原油 品油 4000萬噸。常規(guī)能源是地球 46億年形成過程中，太陽給予地球能源的儲(chǔ)存，可是在我們幾代人的發(fā)展過程中，就將這種常規(guī)能源消耗殆盡，這不僅危及到我國(guó)的持續(xù)發(fā)展，而且也是危及到中華民族的能否繼續(xù)生存發(fā)展的大事。我國(guó)天然鈾資源短缺，大力進(jìn)口天然鈾，將會(huì)遇到更為嚴(yán)重的困難，人們還寄托希望于釷，如果釷能發(fā)電，那將提供我國(guó)上千年的能源需求，但是釷能否實(shí)現(xiàn)象鈾一樣的發(fā)電，目前尚無結(jié)論。常規(guī)能源的消耗量不可逆轉(zhuǎn)的，也是有盡時(shí)的。據(jù)專家計(jì)算，我國(guó)陸地每年接受太陽輻射的能量約為 24000億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，這是取之不盡、用之不竭的綠色能源。目前的太陽能電池每三千瓦約需一萬美元，價(jià)格十分昂貴，遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過我們的國(guó)家和人民所能承受的極限。 ? 太陽能是太陽內(nèi)部連續(xù)不斷的核聚變反應(yīng)過程產(chǎn)生的能量。地球赤道的周長(zhǎng)為 40000km，從而可計(jì)算出， 地球獲得的能量可達(dá)173,000TW。太陽能的這些特點(diǎn)會(huì)使它在整個(gè)綜合能源體系中的作用受