太陽能電池的發(fā)展與應(yīng)用

標(biāo)簽：太陽能電池 硅太陽電池

太陽能電池又稱光伏電池，是一種能有效地吸收太陽輻射能，并使之轉(zhuǎn)變成電能的半導(dǎo)體器件。它可單獨(dú)地作為光探測元件，例如在照像機(jī)中使用，主要是經(jīng)過串聯(lián)和并聯(lián)，以獲得所需的電壓及電流來作為供電電源使用。太陽電池的外觀就如一張薄的卡片或一片薄的玻璃片一樣，與普通電池外觀不同，它自身也不能儲存電能，即沒以有光時(shí)就不發(fā)電，如果晚上要用它，就要與蓄電池配合使用。

太陽電池的面積每100M2在強(qiáng)陽光下約產(chǎn)生1瓦的電，我們常說的1度電是1千瓦小時(shí)，也就是1千瓦這樣的電池工作1小時(shí)才能產(chǎn)生1度電。

太陽能光伏發(fā)電，可視為迄今為止最美妙、最長壽和最可靠的發(fā)電技術(shù)。與太陽能發(fā)電相比，它另涉及半導(dǎo)體器件，既無運(yùn)動部件，又無流動工質(zhì)，因此，避免了機(jī)械維修和工質(zhì)腐蝕的問題,是可再生能源和可持續(xù)發(fā)展的可靠能源。

硅太陽電池的發(fā)展，始于1954年在,美國貝爾研究所試制成功，次年便被用做電信裝置的電源，1958年又被美國首次應(yīng)用和于“先鋒1號”人造衛(wèi)星。宇宙開發(fā)極大地促進(jìn)了太陽電池的開發(fā)。與此同時(shí)，地面用太陽電池的研究也在不斷開展，特別是1973年的能源危機(jī)，又大大加速了地面太陽電池的發(fā)展。許多國家為開發(fā)、利用太陽能電池，為陽光發(fā)電的研究投入了相當(dāng)數(shù)量的資金。迄今為止翱翔于太空的成千個(gè)飛行器中，大多數(shù)都配備了太陽能電池系統(tǒng)。第一顆人造衛(wèi)星上天，是光伏技術(shù)開發(fā)利用的起點(diǎn)，經(jīng)過近五十年的發(fā)展，它已形成一門新的光伏科學(xué)與光伏工程。無論是在宇宙飛行中的應(yīng)用，還是作為地面發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用，從開發(fā)速度、技術(shù)成熟性和應(yīng)用領(lǐng)域來看，光伏技術(shù)都是新能源中的佼佼者。

太陽電池作為有潛力的可再生能源，在地面上逐漸得到推廣。太陽電池的成本及售價(jià)也在逐年下降，多年來太陽電池的產(chǎn)量一直以10-25%的增長率在增加。1990年世界太陽能電池組件的產(chǎn)量70MW(兆瓦)，我國為1.2MW，主要是用在太陽光照好的邊遠(yuǎn)地區(qū)。到2001年全世界太陽電池的產(chǎn)量達(dá)到350MW，我國太陽能電池的實(shí)際產(chǎn)量已達(dá)到4.5MW，累計(jì)安裝量已超過20MW。我國是個(gè)發(fā)展中國家，地域遼闊，有許多邊遠(yuǎn)省份和經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)。據(jù)統(tǒng)計(jì)目前我國尚有700萬戶(2800萬人口)，還沒有用上電，60%的有電縣嚴(yán)重缺電。這些地區(qū)在短期內(nèi)不可能靠常規(guī)電力解決用電問題，光伏發(fā)電則是解決分散農(nóng)、牧民用電的理想途徑，市場潛力非常巨大。

光伏發(fā)電具有許多優(yōu)點(diǎn)：如：安全可靠、無噪聲、無污染、能量隨處可得，不受地域限制，無須消耗燃料，無機(jī)械轉(zhuǎn)動部件，故障率低，維護(hù)簡便，可以無人值守，建站周期短，規(guī)模大小隨意，無須架輸電線路，可以方便地與建筑物相結(jié)合等，這些優(yōu)點(diǎn)都是其它發(fā)電方式所不及的。

目前國際上大量使用的電池為單晶硅太陽電池、多晶硅太陽電池和非晶硅太陽電池三種，這三種電池約各占1/3的市場，我國目前有7個(gè)太陽電池生產(chǎn)線，主要是生產(chǎn)單晶硅及非晶硅太陽電池，多晶硅太陽電池也有少量生產(chǎn)。我國生產(chǎn)單晶硅太陽電池的效率在12-13%，多晶硅太陽電池在10%，非晶硅太陽電池在5-6%。晶體硅太陽電池在研究上是朝著高效率化、薄片化、大面積化的方向發(fā)展。1995年我國晶體硅太陽電池組件的參考價(jià)格為45元/瓦，非晶硅太陽電池組件為25元/瓦，仍為常規(guī)能源的幾倍，但在無電地區(qū)及拉線不方便的地方，已產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益。