太陽能電池 又名：光伏電池

       以光電效應(yīng)工作的薄膜式太陽能電池為主流，而以光化學(xué)效應(yīng)工作的濕式太陽能電池則還處于萌芽階段。

原理

       太陽光照在半導(dǎo)體p-n結(jié)上，形成新的空穴-電子對，在p-n結(jié)電場的作用下，空穴由n區(qū)流向p區(qū)，電子由p區(qū)流向n區(qū)，接通電路后就形成電流。這就是光電效應(yīng)太陽能電池的工作原理。

       太陽能發(fā)電方式太陽能發(fā)電有兩種方式，一種是光—熱—電轉(zhuǎn)換方式，另一種是光—電直接轉(zhuǎn)換方式。

       （1）光—熱—電轉(zhuǎn)換方式通過利用太陽輻射產(chǎn)生的熱能發(fā)電，一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉(zhuǎn)換成工質(zhì)的蒸氣，再驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。前一個(gè)過程是光—熱轉(zhuǎn)換過程；后一個(gè)過程是熱—電轉(zhuǎn)換過程，與普通的火力發(fā)電一樣.太陽能熱發(fā)電的缺點(diǎn)是效率很低而成本很高，估計(jì)它的投資至少要比普通火電站貴5～10倍.一座1000MW的太陽能熱電站需要投資20～25億美元，平均1kW的投資為2000～2500美元。因此，目前只能小規(guī)模地應(yīng)用于特殊的場合，而大規(guī)模利用在經(jīng)濟(jì)上很不合算，還不能與普通的火電站或核電站相競爭。

       （2）光—電直接轉(zhuǎn)換方式該方式是利用光電效應(yīng)，將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能，光—電轉(zhuǎn)換的基本裝置就是太陽能電池。太陽能電池是一種由于光生伏特效應(yīng)而將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能的器件，是一個(gè)半導(dǎo)體光電二極管，當(dāng)太陽光照到光電二極管上時(shí)，光電二極管就會(huì)把太陽的光能變成電能，產(chǎn)生電流。當(dāng)許多個(gè)電池串聯(lián)或并聯(lián)起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。太陽能電池是一種大有前途的新型電源，具有永久性、清潔性和靈活性三大優(yōu)點(diǎn).太陽能電池壽命長，只要太陽存在，太陽能電池就可以一次投資而長期使用；與火力發(fā)電、核能發(fā)電相比，太陽能電池不會(huì)引起環(huán)境污染；太陽能電池可以大中小并舉，大到百萬千瓦的中型電站，小到只供一戶用的太陽能電池組，這是其它電源無法比擬的。

產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

       現(xiàn)階段以光電效應(yīng)工作的薄膜式太陽能電池為主流，而以光化學(xué)效應(yīng)工作的濕式太陽能電池則還處于萌芽階段。

全球太陽能電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

       據(jù)Dataquest的統(tǒng)計(jì)資料顯示,目前全世界共有136 個(gè)國家投入普及應(yīng)用太陽能電池的熱潮中,其中有95 個(gè)國家正在大規(guī)模地進(jìn)行太陽能電池的研制開發(fā),積極生產(chǎn)各種相關(guān)的節(jié)能新產(chǎn)品。1998年,全世界生產(chǎn)的太陽能電池,其總的發(fā)電量達(dá)1000兆瓦,1999年達(dá) 2850兆瓦。2000年,全球有將近4600 家廠商向市場提供光電池和以光電池為電源的產(chǎn)品。

       目前,許多國家正在制訂中長期太陽能開發(fā)計(jì)劃,準(zhǔn)備在21世紀(jì)大規(guī)模開發(fā)太陽能，美國能源部推出的是國家光伏計(jì)劃, 日本推出的是陽光計(jì)劃。NREL光伏計(jì)劃是美國國家光伏計(jì)劃的一項(xiàng)重要的內(nèi)容，該計(jì)劃在單晶硅和高級器件、薄膜光伏技術(shù)、PVMaT、光伏組件以及系統(tǒng)性能和工程、 光伏應(yīng)用和市場開發(fā)等5個(gè)領(lǐng)域開展研究工作。

       美國還推出了"太陽能路燈計(jì)劃",旨在讓美國一部分城市的路燈都改為由太陽能供電,根據(jù)計(jì)劃,每盞路燈每年可節(jié)電 800 度。日本也正在實(shí)施太陽能"7萬套工程計(jì)劃"，日本準(zhǔn)備普及的太陽能住宅發(fā)電系統(tǒng),主要是裝設(shè)在住宅屋頂上的太陽能電池發(fā)電設(shè)備,家庭用剩余的電量還可以賣給電力公司。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)家庭可安裝一部發(fā)電3000瓦的系統(tǒng)。歐洲則將研究開發(fā)太陽能電池列入著名的"尤里卡"高科技計(jì)劃，推出了"10萬套工程計(jì)劃"。 這些以普及應(yīng)用光電池為主要內(nèi)容的"太陽能工程"計(jì)劃是目前推動(dòng)太陽能光電池產(chǎn)業(yè)大發(fā)展的重要?jiǎng)恿χ弧?/p>

       日本、韓國以及歐洲地區(qū)總共8個(gè)國家最近決定攜手合作,在亞洲內(nèi)陸及非洲沙漠地區(qū)建設(shè)世界上規(guī)模最大的太陽能發(fā)電站,他們的目標(biāo)是將占全球陸地面積約1/4的沙漠地區(qū)的長時(shí)間日照資源有效地利用起來,為30萬用戶提供100萬千瓦的電能。計(jì)劃將從2001年開始，花4年時(shí)間完成。

       目前,美國和日本在世界光伏市場上占有最大的市場份額。 美國擁有世界上最大的光伏發(fā)電廠,其功率為7MW,日本也建成了發(fā)電功率達(dá)1MW的光伏發(fā)電廠。全世界總共有23萬座光伏發(fā)電設(shè)備,以色列、澳大利亞、新西蘭居于領(lǐng)先地位。

       20世紀(jì)90年代以來,全球太陽能電池行業(yè)以每年15%的增幅持續(xù)不斷地發(fā)展。據(jù)Dataquest發(fā)布的最新統(tǒng)計(jì)和預(yù)測報(bào)告顯示,美國、日本和西歐工業(yè)發(fā)達(dá)國家在研究開發(fā)太陽能方面的總投資, 1998年達(dá)570億美元;1999年646億美元;2000年700億美元;2001年將達(dá)820億美元;2002年有望突破1000億美元。

我國太陽能電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

       我國對太陽能電池的研究開發(fā)工作高度重視,早在七五期間,非晶硅半導(dǎo)體的研究工作已經(jīng)列入國家重大課題;八五和九五期間,我國把研究開發(fā)的重點(diǎn)放在大面積太陽能電池等方面。2003年10月，國家發(fā)改委、科技部制定出未來5年太陽能資源開發(fā)計(jì)劃，發(fā)改委"光明工程"將籌資100億元用于推進(jìn)太陽能發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用，計(jì)劃到2005年全國太陽能發(fā)電系統(tǒng)總裝機(jī)容量達(dá)到300兆瓦。

       2002年，國家有關(guān)部委啟動(dòng)了"西部省區(qū)無電鄉(xiāng)通電計(jì)劃"，通過太陽能和小型風(fēng)力發(fā)電解決西部七省區(qū)無電鄉(xiāng)的用電問題。這一項(xiàng)目的啟動(dòng)大大刺激了太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)，國內(nèi)建起了幾條太陽能電池的封裝線，使太陽能電池的年生產(chǎn)量迅速增加。我國目前已有10條太陽能電池生產(chǎn)線,年生產(chǎn)能力約為4.5MW,其中8條生產(chǎn)線是從國外引進(jìn)的,在這8條生產(chǎn)線當(dāng)中,有6條單晶硅太陽能電池生產(chǎn)線,2條非晶硅太陽能電池生產(chǎn)線。據(jù)專家預(yù)測,目前我國光伏市場需求量為每年5MW,2001～2010年,年需求量將達(dá)10MW,從2011年開始,我國光伏市場年需求量將大于20MW。

       目前國內(nèi)太陽能硅生產(chǎn)企業(yè)主要有洛陽單晶硅廠、河北寧晉單晶硅基地和四川峨眉半導(dǎo)體材料廠等廠商，其中河北寧晉單晶硅基地是世界最大的太陽能單晶硅生產(chǎn)基地，占世界太陽能單晶硅市場份額的25％左右。

       在太陽能電池材料下游市場，目前國內(nèi)生產(chǎn)太陽能電池的企業(yè)主要有無錫尚德、南京中電、保定英利、河北晶澳、林洋新能源、蘇州阿特斯、常州天合、云南天達(dá)光伏科技、寧波太陽能電源、京瓷（天津）太陽能等公司，總計(jì)年產(chǎn)能在800MW以上。

       2009年，國務(wù)院根據(jù)工信提供的報(bào)告指出多晶硅產(chǎn)能過剩，實(shí)際業(yè)界人并不認(rèn)可，科技部已經(jīng)表態(tài)，多晶硅產(chǎn)能并不過剩。

前景簡析

       目前,太陽能電池的應(yīng)用已從軍事領(lǐng)域、航天領(lǐng)域進(jìn)入工業(yè)、商業(yè)、農(nóng)業(yè)、 通信 、家用電器以及公用設(shè)施等部門，尤其可以分散地在邊遠(yuǎn)地區(qū)、高山、沙漠、海島和農(nóng)村使用，以節(jié)省造價(jià)很貴的輸電線路。但是在目前階段，它的成本還很高，發(fā)出1kW電需要投資上萬美元，因此大規(guī)模使用仍然受到經(jīng)濟(jì)上的限制。

       但是，從長遠(yuǎn)來看，隨著太陽能電池制造技術(shù)的改進(jìn)以及新的光—電轉(zhuǎn)換裝置的發(fā)明，各國對環(huán)境的保護(hù)和對再生清潔能源的巨大需求，太陽能電池仍將是利用太陽輻射能比較切實(shí)可行的方法，可為人類未來大規(guī)模地利用太陽能開辟廣闊的前景。

分類

       太陽能電池按結(jié)晶狀態(tài)可分為結(jié)晶系薄膜式和非結(jié)晶系薄膜式(以下表示為a-)兩大類，而前者又分為單結(jié)晶形和多結(jié)晶形。 

       按材料可分為硅薄膜形、化合物半導(dǎo)體薄膜形和有機(jī)膜形，而化合物半導(dǎo)體薄膜形又分為非結(jié)晶形(a-Si:H,a-Si:H:F,a-SixGel-x:H等)、ⅢV族(GaAs,InP等)、ⅡⅥ族(Cds系)和磷化鋅 (Zn 3 p 2 )等。

       太陽能電池根據(jù)所用材料的不同，太陽能電池還可分為：硅太陽能電池、多元化合物薄膜太陽能電池、聚合物多層修飾電極型太陽能電池、納米晶太陽能電池、有機(jī)太陽能電池，其中硅太陽能電池是目前發(fā)展最成熟的，在應(yīng)用中居主導(dǎo)地位。

（1）硅太陽能電池

       硅太陽能電池分為單晶硅太陽能電池、多晶硅薄膜太陽能電池和非晶硅薄膜太陽能電池三種。

       單晶硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率最高，技術(shù)也最為成熟。在實(shí)驗(yàn)室里最高的轉(zhuǎn)換效率為24.7%，規(guī)模生產(chǎn)時(shí)的效率為15%。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，但由于單晶硅成本價(jià)格高，大幅度降低其成本很困難，為了節(jié)省硅材料，發(fā)展了多晶硅薄膜和非晶硅薄膜做為單晶硅太陽能電池的替代產(chǎn)品。

       多晶硅薄膜太陽能電池與單晶硅比較,成本低廉，而效率高于非晶硅薄膜電池，其實(shí)驗(yàn)室最高轉(zhuǎn)換效率為18%,工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的轉(zhuǎn)換效率為10%。因此，多晶硅薄膜電池不久將會(huì)在太陽能電地市場上占據(jù)主導(dǎo)地位。

       非晶硅薄膜太陽能電池成本低重量輕，轉(zhuǎn)換效率較高，便于大規(guī)模生產(chǎn)，有極大的潛力。但受制于其材料引發(fā)的光電效率衰退效應(yīng)，穩(wěn)定性不高，直接影響了它的實(shí)際應(yīng)用。如果能進(jìn)一步解決穩(wěn)定性問題及提高轉(zhuǎn)換率問題，那么，非晶硅大陽能電池?zé)o疑是太陽能電池的主要發(fā)展產(chǎn)品之一。

（2）多元化合物薄膜太陽能電池

       多元化合物薄膜太陽能電池材料為無機(jī)鹽，其主要包括砷化鎵III-V族化合物、硫化鎘、硫化鎘及銅錮硒薄膜電池等。

       硫化鎘、碲化鎘多晶薄膜電池的效率較非晶硅薄膜太陽能電池效率高，成本較單晶硅電池低，并且也易于大規(guī)模生產(chǎn)，但由于鎘有劇毒，會(huì)對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，因此，并不是晶體硅太陽能電池最理想的替代產(chǎn)品。

       砷化鎵（GaAs）III-V化合物電池的轉(zhuǎn)換效率可達(dá)28%，GaAs化合物材料具有十分理想的光學(xué)帶隙以及較高的吸收效率,抗輻照能力強(qiáng),對熱不敏感，適合于制造高效單結(jié)電池。但是GaAs材料的價(jià)格不菲,因而在很大程度上限制了用GaAs電池的普及。

       銅銦硒薄膜電池（簡稱CIS）適合光電轉(zhuǎn)換，不存在光致衰退問題，轉(zhuǎn)換效率和多晶硅一樣。具有價(jià)格低廉、性能良好和工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)，將成為今后發(fā)展太陽能電池的一個(gè)重要方向。唯一的問題是材料的來源，由于銦和硒都是比較稀有的元素，因此，這類電池的發(fā)展又必然受到限制。

（3）聚合物多層修飾電極型太陽能電池

       以有機(jī)聚合物代替無機(jī)材料是剛剛開始的一個(gè)太陽能電池制造的研究方向。由于有機(jī)材料柔性好，制作容易，材料來源廣泛，成本底等優(yōu)勢，從而對大規(guī)模利用太陽能，提供廉價(jià)電能具有重要意義。但以有機(jī)材料制備太陽能電池的研究僅僅剛開始，不論是使用壽命，還是電池效率都不能和無機(jī)材料特別是硅電池相比。能否發(fā)展成為具有實(shí)用意義的產(chǎn)品，還有待于進(jìn)一步研究探索。

（4）納米晶太陽能電池

       納米TiO2晶體化學(xué)能太陽能電池是新近發(fā)展的，優(yōu)點(diǎn)在于它廉價(jià)的成本和簡單的工藝及穩(wěn)定的性能。其光電效率穩(wěn)定在10％以上，制作成本僅為硅太陽電池的1/5～1/10．壽命能達(dá)到2O年以上。

       但由于此類電池的研究和開發(fā)剛剛起步，估計(jì)不久的將來會(huì)逐步走上市場。

（5）有機(jī)太陽能電池

       有機(jī)太陽能電池，顧名思義，就是由有機(jī)材料構(gòu)成核心部分的太陽能電池。大家對有機(jī)太陽能電池不熟悉，這是情理中的事。如今量產(chǎn)的太陽能電池里，95％以上是硅基的，而剩下的不到5％也是由其它無機(jī)材料制成的。

生產(chǎn)工藝

       組件線又叫封裝線，封裝是太陽能電池生產(chǎn)中的關(guān)鍵步驟，沒有良好的封裝工藝，多好的電池也生產(chǎn)不出好的組件板。電池的封裝不僅可以使電池的壽命得到保證，而且還增強(qiáng)了電池的抗擊強(qiáng)度。產(chǎn)品的高質(zhì)量和高壽命是贏得可客戶滿意的關(guān)鍵，所以組件板的封裝質(zhì)量非常重要。

流程：

       1、電池檢測——2、正面焊接—檢驗(yàn)—3、背面串接—檢驗(yàn)—4、敷設(shè)（玻璃清洗、材料切割、玻璃預(yù)處理、敷設(shè)）——5、層壓——6、去毛邊（去邊、清洗）——7、裝邊框（涂膠、裝角鍵、沖孔、裝框、擦洗余膠）——8、焊接接線盒——9、高壓測試——10、組件測試—外觀檢驗(yàn)—11、包裝入庫

組件高效和高壽命如何保證：

       1、高轉(zhuǎn)換效率、高質(zhì)量的電池片 ；

       2、高質(zhì)量的原材料，例如：高的交聯(lián)度的EVA、高粘結(jié)強(qiáng)度的封裝劑（中性硅酮樹脂膠）、高透光率高強(qiáng)度的鋼化玻璃等；

       3、合理的封裝工藝

       4、員工嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)；

       由于太陽電池屬于高科技產(chǎn)品，生產(chǎn)過程中一些細(xì)節(jié)問題，一些不起眼問題如應(yīng)該戴手套而不戴、應(yīng)該均勻的涂刷試劑而潦草完事等都是影響產(chǎn)品質(zhì)量的大敵，所以除了制定合理的制作工藝外，員工的認(rèn)真和嚴(yán)謹(jǐn)是非常重要的。

組裝工藝簡介

       工藝簡介：在這里只簡單的介紹一下工藝的作用，給大家一個(gè)感性的認(rèn)識.

       1、電池測試：由于電池片制作條件的隨機(jī)性，生產(chǎn)出來的電池性能不盡相同，所以為了有效的將性能一致或相近的電池組合在一起，所以應(yīng)根據(jù)其性能參數(shù)進(jìn)行分類；電池測試即通過測試電池的輸出參數(shù)（電流和電壓）的大小對其進(jìn)行分類。以提高電池的利用率，做出質(zhì)量合格的電池組件。

       2、正面焊接：是將匯流帶焊接到電池正面（負(fù)極）的主柵線上，匯流帶為鍍錫的銅帶，我們使用的焊接機(jī)可以將焊帶以多點(diǎn)的形式點(diǎn)焊在主柵線上。焊接用的熱源為一個(gè)紅外燈（利用紅外線的熱效應(yīng)）。焊帶的長度約為電池邊長的2倍。多出的焊帶在背面焊接時(shí)與后面的電池片的背面電極相連　

       3、背面串接：背面焊接是將36片電池串接在一起形成一個(gè)組件串，我們目前采用的工藝是手動(dòng)的，電池的定位主要靠一個(gè)膜具板，上面有36個(gè)放置電池片的凹槽，槽的大小和電池的大小相對應(yīng)，槽的位置已經(jīng)設(shè)計(jì)好，不同規(guī)格的組件使用不同的模板，操作者使用電烙鐵和焊錫絲將“前面電池”的正面電極（負(fù)極）焊接到“后面電池”的背面電極（正極）上，這樣依次將36片串接在一起并在組件串的正負(fù)極焊接出引線。

       4、 層壓敷設(shè)：背面串接好且經(jīng)過檢驗(yàn)合格后，將組件串、玻璃和切割好的EVA 、玻璃纖維、背板按照一定的層次敷設(shè)好，準(zhǔn)備層壓。玻璃事先涂一層試劑（primer）以增加玻璃和EVA的粘接強(qiáng)度。敷設(shè)時(shí)保證電池串與玻璃等材料的相對位置，調(diào)整好電池間的距離，為層壓打好基礎(chǔ)。（敷設(shè)層次：由下向上：鋼化玻璃、EVA、電池片、EVA、玻璃纖維、背板）。

       5、組件層壓：將敷設(shè)好的電池放入層壓機(jī)內(nèi)，通過抽真空將組件內(nèi)的空氣抽出，然后加熱使EVA熔化將電池、玻璃和背板粘接在一起；最后冷卻取出組件。層壓工藝是組件生產(chǎn)的關(guān)鍵一步，層壓溫度層壓時(shí)間根據(jù)EVA的性質(zhì)決定。我們使用快速固化EVA時(shí)，層壓循環(huán)時(shí)間約為25分鐘。固化溫度為150℃。

       6、 修邊：層壓時(shí)EVA熔化后由于壓力而向外延伸固化形成毛邊，所以層壓完畢應(yīng)將其切除。

       7、裝框：類似與給玻璃裝一個(gè)鏡框；給玻璃組件裝鋁框，增加組件的強(qiáng)度，進(jìn)一步的密封電池組件，延長電池的使用壽命。邊框和玻璃組件的縫隙用硅酮樹脂填充。各邊框間用角鍵連接。

       8、 焊接接線盒：在組件背面引線處焊接一個(gè)盒子，以利于電池與其他設(shè)備或電池間的連接。

       9、 高壓測試：高壓測試是指在組件邊框和電極引線間施加一定的電壓，測試組件的耐壓性和絕緣強(qiáng)度，以保證組件在惡劣的自然條件（雷擊等）下不被損壞。

       10、 組件測試：測試的目的是對電池的輸出功率進(jìn)行標(biāo)定，測試其輸出特性，確定組件的質(zhì)量等級。目前主要就是模擬太陽光的測試Standard test condition（STC）,一般一塊電池板所需的測試時(shí)間在7-8秒左右。

陣列設(shè)計(jì)步驟

　?。?計(jì)算負(fù)載24h消耗容量P。
       P=H/V
       V——負(fù)載額定電源

       2.選定每天日照時(shí)數(shù)T(H)。

       3.計(jì)算太陽能陣列工作電流。
       IP=P(1+Q)/T
       Q——按陰雨期富余系數(shù)，Q=0.21～1.00

       4.確定蓄電池浮充電壓VF。
       鎘鎳(ＧＮ)和鉛酸(ＣＳ)蓄電池的單體浮充電壓分別為1.4～1.6V和2.2V。

       5.太陽能電池溫度補(bǔ)償電壓VT。
       VT=2.1/430(T-25)VF

       6.計(jì)算太陽能電池陣列工作電壓VP。
       VP=VF+VD+VT
       其中VD=0.5～0.7
       約等于VF

       7.太陽電池陣列輸出功率ＷＰ平板式太陽能電板。
       WP=IP×UP

       8.根據(jù)VP、WP在硅電池平板組合系列表格，確定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的串聯(lián)塊數(shù)和并聯(lián)組數(shù)。

發(fā)展市場

       當(dāng)電力、煤炭、石油等不可再生能源頻頻告急，能源問題日益成為制約國際社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸時(shí)，越來越多的國家開始實(shí)行“陽光計(jì)劃”，開發(fā)太陽能資源，尋求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)力。歐洲一些高水平的核研究機(jī)構(gòu)也開始轉(zhuǎn)向可再生能源。在國際光伏市場巨大潛力的推動(dòng)下，各國的太陽能電池制造業(yè)爭相投入巨資，擴(kuò)大生產(chǎn)，以爭一席之地。

       全球太陽能電池產(chǎn)業(yè)1994-2004年10年里增長了17倍，太陽能電池生產(chǎn)主要分布在日本、歐洲和美國。2006年全球太陽能電池安裝規(guī)模已達(dá)1744MW，較2005年成長19％，整個(gè)市場產(chǎn)值已正式突破100億美元大關(guān)。2007年全球太陽能電池產(chǎn)量達(dá)到3436MW，較2006年增長了56%。

       中國對太陽能電池的研究起步于1958年，20世紀(jì)80年代末期，國內(nèi)先后引進(jìn)了多條太陽能電池生產(chǎn)線，使中國太陽能電池生產(chǎn)能力由原來的3個(gè)小廠的幾百kW一下子提升到4個(gè)廠的4.5MW，這種產(chǎn)能一直持續(xù)到2002年，產(chǎn)量則只有2MW左右。2002年后，歐洲市場特別是德國市場的急劇放大和無錫尚德太陽能電力有限公司的橫空出世及超常規(guī)發(fā)展給中國光伏產(chǎn)業(yè)帶來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇和示范效應(yīng)。

       目前，我國已成為全球主要的太陽能電池生產(chǎn)國。2007年全國太陽能電池產(chǎn)量達(dá)到1188MW，同比增長293%。中國已經(jīng)成功超越歐洲、日本為世界太陽能電池生產(chǎn)第一大國。在產(chǎn)業(yè)布局上，我國太陽能電池產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成了一定的集聚態(tài)勢。在長三角、環(huán)渤海、珠三角、中西部地區(qū)，已經(jīng)形成了各具特色的太陽能產(chǎn)業(yè)集群。

       中國的太陽能電池研究比國外晚了20年，盡管最近10年國家在這方面逐年加大了投入，但投入仍然不夠，與國外差距還是很大。政府應(yīng)加強(qiáng)政策引導(dǎo)和政策激勵(lì)，盡快解決太陽能發(fā)電上網(wǎng)與合理定價(jià)等問題。同時(shí)可借鑒國外的成功經(jīng)驗(yàn)，在公共設(shè)施、政府辦公樓等領(lǐng)域強(qiáng)制推廣使用太陽能，充分發(fā)揮政府的示范作用，推動(dòng)國內(nèi)市場盡快起步和良性發(fā)展。

       太陽能光伏發(fā)電在不遠(yuǎn)的將來會(huì)占據(jù)世界能源消費(fèi)的重要席位，不但要替代部分常規(guī)能源，而且將成為世界能源供應(yīng)的主體。預(yù)計(jì)到2030年，可再生能源在總能源結(jié)構(gòu)中將占到30％以上，而太陽能光伏發(fā)電在世界總電力供應(yīng)中的占比也將達(dá)到10％以上；到2040年，可再生能源將占總能耗的50％以上，太陽能光伏發(fā)電將占總電力的20％以上；到21世紀(jì)末，可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中將占到80％以上，太陽能發(fā)電將占到60％以上。這些數(shù)字足以顯示出太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景及其在能源領(lǐng)域重要的戰(zhàn)略地位。由此可以看出，太陽能電池市場前景廣闊。

離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)

       太陽能離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)包括：

       1、太陽能控制器(光伏控制器和風(fēng)光互補(bǔ)控制器)對所發(fā)的電能進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，一方面把調(diào)整后的能量送往直流負(fù)載或交流負(fù)載，另一方面把多余的能量送往蓄電池組儲(chǔ)存，當(dāng)所發(fā)的電不能滿足負(fù)載需要時(shí)，太陽能控制器又把蓄電池的電能送往負(fù)載。蓄電池充滿電后，控制器要控制蓄電池不被過充。當(dāng)蓄電池所儲(chǔ)存的電能放完時(shí)，太陽能控制器要控制蓄電池不被過放電，保護(hù)蓄電池?？刂破鞯男阅懿缓脮r(shí)，對蓄電池的使用壽命影響很大，并最終影響系統(tǒng)的可靠性。

       2、太陽能蓄電池組的任務(wù)是貯能，以便在夜間或陰雨天保證負(fù)載用電。

       3、太陽能逆變器 負(fù)責(zé)把直流電轉(zhuǎn)換為交流電，供交流負(fù)荷使用。太陽能逆變器是光伏風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的核心部件。由于使用地區(qū)相對落后、偏僻，維護(hù)困難，為了提高光伏風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的整體性能，保證電站的長期穩(wěn)定運(yùn)行，對逆變器的可靠性提出了很高的要求。另外由于新能源發(fā)電成本較高，太陽能逆變器的高效運(yùn)行也顯得非常重要。

       太陽能離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)主要產(chǎn)品分類 A、光伏組件 B、風(fēng)機(jī) C、控制器 D、蓄電池組 E、逆變器 F、風(fēng)力/光伏發(fā)電控制與逆變器一體化電源。

并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)

       可再生能源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是將光伏陣列、風(fēng)力機(jī)以及燃料電池等產(chǎn)生的可再生能源不經(jīng)過蓄電池儲(chǔ)能，通過并網(wǎng)逆變器直接反向饋入電網(wǎng)的發(fā)電系統(tǒng)。

       因?yàn)橹苯訉㈦娔茌斎腚娋W(wǎng)，免除配置蓄電池，省掉了蓄電池儲(chǔ)能和釋放的過程，可以充分利用可再生能源所發(fā)出的電力，減小能量損耗，降低系統(tǒng)成本。并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)能夠并行使用市電和可再生能源作為本地交流負(fù)載的電源，降低整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)載缺電率。同時(shí)，可再生能源并網(wǎng)系統(tǒng)可以對公用電網(wǎng)起到調(diào)峰作用。并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是太陽能風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展方向，代表了21世紀(jì)最具吸引力的能源利用技術(shù)。

       太陽能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)主要產(chǎn)品分類 A、光伏并網(wǎng)逆變器 B、小型風(fēng)力機(jī)并網(wǎng)逆變器 C、大型風(fēng)機(jī)變流器 （雙饋?zhàn)兞髌?，全功率變流器）?nbsp;

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

       2024年2月29日，國家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布《中華人民共和國2023年國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》，2023年太陽能電池（光伏電池）產(chǎn)量5.4億千瓦，增長54.0%；

       關(guān)于太陽能電池的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，可以從多個(gè)維度進(jìn)行分析，包括產(chǎn)量、出口量、市場規(guī)模、效率指標(biāo)以及技術(shù)進(jìn)步等方面。以下是對這些方面的詳細(xì)梳理：

一、產(chǎn)量數(shù)據(jù)

       2023年產(chǎn)量：據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，2023年中國太陽能電池（光伏電池）產(chǎn)量為541.2GW，同比增長54.0%。這一數(shù)據(jù)表明，我國太陽能電池產(chǎn)業(yè)在過去一年中保持了強(qiáng)勁的增長勢頭。

       2024年產(chǎn)量預(yù)測：中商產(chǎn)業(yè)研究院分析師預(yù)測，2024年中國太陽能電池產(chǎn)量將增至790GW。這一預(yù)測基于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢和市場環(huán)境，顯示了業(yè)界對未來增長的樂觀預(yù)期。

       月度產(chǎn)量：具體到2024年，前幾個(gè)月的產(chǎn)量數(shù)據(jù)也反映了產(chǎn)業(yè)的增長情況。例如，2024年1-3月，我國太陽能電池產(chǎn)量累計(jì)達(dá)到125.88GW，同比增長20.1%；而到7月，當(dāng)月產(chǎn)量為4596.5萬千瓦，雖然同比下降0.8%，但1-7月累計(jì)產(chǎn)量仍達(dá)到33425.5萬千瓦，同比增長18.2%。

二、出口數(shù)據(jù)

       出口量：中國太陽能電池出口量呈快速增長趨勢。據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)庫顯示，2023年中國太陽能電池出口量達(dá)到563674萬個(gè)，同比增長38.5%。2024年1-2月，中國太陽能電池出口量為128881萬個(gè)，同比增長32.9%。

       出口金額：從金額方面來看，2023年中國太陽能電池出口金額達(dá)43682.2百萬美元，但同比下降5.7%。2024年1-2月，中國太陽能電池出口金額為5849.6百萬美元，同比下降24.8%。這可能與國際市場環(huán)境、匯率波動(dòng)以及產(chǎn)品定價(jià)策略等因素有關(guān)。

三、市場規(guī)模

       全球市場規(guī)模：據(jù)相關(guān)市場調(diào)研報(bào)告，2023年全球太陽能電池（光伏）市場規(guī)模達(dá)3544.23億元。結(jié)合歷史趨勢和發(fā)展環(huán)境等因素，預(yù)計(jì)到2029年，全球太陽能電池市場規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)7377.19億元。

       中國市場規(guī)模：雖然具體的2023年中國太陽能電池市場規(guī)模數(shù)據(jù)未直接給出，但可以推斷，作為全球最大的太陽能電池生產(chǎn)國和出口國，中國在全球市場規(guī)模中占有重要地位。

四、效率指標(biāo)

       N型電池組件效率要求：在N型電池組件領(lǐng)域，2024年的效率指標(biāo)有所提升?，F(xiàn)有電池平均光電轉(zhuǎn)換效率不低于25%，新建及改建不低于26%；現(xiàn)有組件平均轉(zhuǎn)換效率不低于22.3%，新建不低于23.1%。這些指標(biāo)的提升為光伏產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展提供了有效指引。

五、技術(shù)進(jìn)步

       電池板壽命延長：近期，美國能源部旗下的國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREL）取得了一項(xiàng)革命性突破，開發(fā)了一種概念驗(yàn)證方法，旨在從太陽能電池板制造中徹底去除聚合物，從而實(shí)現(xiàn)更高效、更環(huán)保的回收利用。這一技術(shù)有望在未來將太陽能電池板的壽命延長至50年，并促進(jìn)可再生能源的可持續(xù)發(fā)展。

       綜上所述，中國太陽能電池產(chǎn)業(yè)在產(chǎn)量、出口、市場規(guī)模、效率指標(biāo)以及技術(shù)進(jìn)步等方面均表現(xiàn)出強(qiáng)勁的發(fā)展勢頭和巨大的市場潛力。隨著全球?qū)η鍧嵞茉葱枨蟮牟粩嘣鲩L和技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，中國太陽能電池產(chǎn)業(yè)有望迎來更加廣闊的發(fā)展前景。

新型電池

染料敏化太陽電池

       染料感光太陽電池（Dye-sensitized solar cell，DSSC）是新被開發(fā)出來的一種嶄新的太陽電池。DSsC也被稱為Gr?tzel cell，因?yàn)槭窃?991年由Gr?tzel等人發(fā)表的構(gòu)造和一般光伏特電池不同，其基板通常是玻璃，也可以是透明且可彎曲的聚合箔（polymer foil），玻璃上有一層透明導(dǎo)電的氧化物（transparent conducting oxide，TCO）通常是使用FTO（SnO2:F），然后長有一層約10微米厚的porous納米尺寸的 TiO2粒子（約10～20 nm）形成一nano-porous薄膜。然后涂上一層染料附著于TiO2的粒子上。通常染料是采用ruthenium polypyridyl complex。上層的電極除了也是使用玻璃和TCO外，也鍍上一層鉑當(dāng)電解質(zhì)反應(yīng)的催化劑，二層電極間，則注入填滿含有iodide/triiodide電解質(zhì)。雖然DSC電池的最高轉(zhuǎn)換效率約在12%左右（理論最高29﹪），但是制造過程簡單，所以一般認(rèn)將大幅降低生產(chǎn)成本，也同時(shí)降低每度電的電費(fèi)。

串疊型電池

       串疊型電池（Tandem Cell）屬于一種運(yùn)用新穎原件結(jié)構(gòu)的電池，借由設(shè)計(jì)多層不同能隙的太陽能電池來達(dá)到吸收效率最佳化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。由理論計(jì)算可知，如果在結(jié)構(gòu)中放入越多層數(shù)的電池，將可把電池效率逐步提升，甚至可達(dá)到50%的轉(zhuǎn)換效率。

光纖太陽能電池

       光纖太陽能電池（Fiber-based solar cell 或者Fiber cell）由美國Wake Forest University納米與分子研究中心首先提出，并在美國《AppliedPhysics Letters》（doi:10.1063/1.3263947）和《Physical Review B》（DOI: 10.1103/PhysRevB.84.085206,2011）上報(bào)道了這種電池的最新成果。它利用特有的光纖結(jié)構(gòu)，并結(jié)合有機(jī)吸收層，達(dá)到了超出平面電池的吸收效率，并已被證明能夠很好的應(yīng)用到超光強(qiáng)的聚光型電站中。

透明電池

       據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)報(bào)道，美國能源部布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室和洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們研發(fā)出了一種可吸收光線并將其大面積轉(zhuǎn)化成為電能的新型透明薄膜。這種薄膜以半導(dǎo)體和富勒烯為原料，具有微蜂窩結(jié)構(gòu)。相關(guān)研究發(fā)表在最新一期的《材料化學(xué)》雜志上，論文稱該技術(shù)可被用于開發(fā)透明的太陽能電池板，甚至還可以用這種材料制成可以發(fā)電的窗戶?！∵@種材料由摻雜碳富勒烯的半導(dǎo)體聚合物組成。在嚴(yán)格控制的條件下，該材料可通過自組裝方式由一個(gè)微米尺度的六邊形結(jié)構(gòu)展開為一個(gè)數(shù)毫米大小布滿微蜂窩結(jié)構(gòu)的平面。

       負(fù)責(zé)該研究的美國布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室多功能納米材料中心的物理化學(xué)家米爾恰·卡特萊特說，雖然這種蜂窩狀薄膜的制作采用了與傳統(tǒng)高分子材料（如聚苯乙烯）類似的工藝，但以半導(dǎo)體和富勒烯為原料，并使其能夠吸收光線產(chǎn)生電荷這還是第一次。

       據(jù)介紹，該材料之所以還能在外觀上保持透明是因?yàn)榫酆衔镦溨慌c六邊形的邊緣緊密相連，而其余部分的結(jié)構(gòu)則較為簡單，以連接點(diǎn)為中心向外越來越薄。這種結(jié)構(gòu)具有連接作用，同時(shí)具有較強(qiáng)的吸收光線的能力，也有利于傳導(dǎo)電流，而其他部分相對較薄也更為透明，主要起透光的作用。

       研究人員通過一種十分獨(dú)特的方式來編織這種蜂窩狀薄膜：首先在包含聚合物以及富勒烯在內(nèi)的溶液中加入一層極薄的微米尺度的小水滴。這些水滴在接觸到聚合物溶液后就會(huì)自組裝成大型陣列，而當(dāng)溶劑完全蒸發(fā)后，就會(huì)形成一塊大面積的六邊形蜂窩狀平面。此外，研究人員發(fā)現(xiàn)聚合物的形成與溶劑的蒸發(fā)速度緊密相關(guān)，這相應(yīng)地又會(huì)決定最終材料的電荷傳輸速度。溶劑蒸發(fā)得越慢，聚合物的結(jié)構(gòu)就越緊湊，電荷傳輸速度也就越快。

       “這是一種成本低廉而效益顯著的制備方法，很有潛力從實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用到大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)之中?！笨ㄌ厝R特說。

       通過掃描探針式電子顯微鏡和熒光共焦掃描顯微鏡，研究人員證實(shí)了新材料蜂窩結(jié)構(gòu)的均勻性，并對其不同部位（邊緣、中心、節(jié)點(diǎn)）的光學(xué)性質(zhì)和電荷產(chǎn)生情況進(jìn)行了測試。

       卡特萊特表示：“我們的工作讓人們對蜂窩結(jié)構(gòu)的光學(xué)特征有了更深的了解。下一步我們計(jì)劃將這種材料應(yīng)用于透明且可卷曲的柔性太陽能電池以及其他設(shè)備的制造當(dāng)中，以推動(dòng)這種蜂窩薄膜盡快進(jìn)入實(shí)用階段?！?/p>

金屬氧化物太陽能電池

       美國斯坦福大學(xué)研究人員最新研究發(fā)現(xiàn)，加熱鐵銹之類金屬氧化物，可以提升特定太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率和能量儲(chǔ)存效率。

       斯坦福大學(xué)研究人員在不同溫度條件下測試三種金屬氧化物，分別是釩酸鉍、氧化鈦和氧化鐵，所獲結(jié)果超出預(yù)想：溫度升高時(shí)，電子通過這三種氧化物的速率加快，所產(chǎn)生的氫氣和氧氣量相應(yīng)增加。而以陽光加熱金屬氧化物，所產(chǎn)生的氫氣可以增加一倍。

       綜合利用熱量和陽光，以金屬氧化物為轉(zhuǎn)換材料，借助對水分子的分解，高效儲(chǔ)存太陽取之不盡的能量，可以按需供應(yīng)能源。

三結(jié)鈣鈦礦太陽能電池

       加拿大科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國際科研團(tuán)隊(duì)研制出一種光電轉(zhuǎn)化效率創(chuàng)紀(jì)錄（約為24%左右）的三結(jié)鈣鈦礦太陽能電池 。

電池材料

       太陽電池的材料種類非常的多，可以有非晶硅、多晶硅、CdTe、CuInxGa(1-x)Se2等半導(dǎo)體的、或三五族、二六族的元素鏈結(jié)的材料，簡單地說，凡光照后，而產(chǎn)生電能的，就是太陽電池尋找的材料。

       電動(dòng)車太陽充電站主要是透過不同的制程和方法，測試對光的反應(yīng)和吸收，做到能隙結(jié)合寬廣，讓短波長或長波長都可以全盤吸收的革命性突破，來降低材料的成本。

       太陽電池型式上也分有，基板式或是薄膜式，基板在制程上可分拉單晶式的、或相溶后冷卻結(jié)成多晶的塊材，薄膜式是可和建筑物有較佳結(jié)合，如有曲度或可撓式、折疊型，材料上較常用非晶硅。另外還有一種有機(jī)或納米材料研發(fā)，仍屬于前瞻研發(fā)。因此，也就是聽到不同世代的太陽電池：第一代基板硅晶(Silicon Based)、第二代為薄膜(Thin Film)、第三代新觀念研發(fā)(New Concept)、第四代復(fù)合薄膜材料。

       第一代太陽能電池發(fā)展最長久技術(shù)也最成熟。可分為，單晶硅(Monocrystalline Silicon)、多晶硅(Polycrystalline Silicon)、非晶硅(Amorphous Silicon)。以應(yīng)用來說是以前兩者單晶硅與多晶硅為大宗。

       第二代薄膜太陽能電池以薄膜制程來制造電池。種類可分為碲化鎘(Cadmium Telluride CdTe)、銅銦硒化物(Copper Indium Selenide CIS)、銅銦鎵硒化物(Copper Indium Gallium Selenide CIGS)、砷化鎵(Gallium arsenide GaAs)

       第三代電池與前代電池最大的不同是制程中導(dǎo)入有機(jī)物和納米科技。種類有光化學(xué)太陽能電池、染料光敏化太陽能電池、高分子太陽能電池、納米結(jié)晶太陽能電池。

       第四代則是針對電池吸收光的薄膜做出多層結(jié)構(gòu)。

       某種電池制造技術(shù)。并非僅能制造一種類型的電池，例如在多晶硅制程，既可制造出硅晶版類型，也可以制造薄膜類型。

       聚合物太陽能電池材料常見的有聚乙烯基咔唑(PVK)、聚乙炔(PA)、聚對苯撐乙烯(PPV)以及聚噻吩(PTh)。

       （1）聚乙烯基咔唑(PVK)

       具有光電活性的聚合物中，發(fā)現(xiàn)最早、研究得最為充分的是PVK，它的側(cè)基上帶有大的電子共軛體系，可吸收紫外光。激發(fā)出的電子可以通過相鄰咔唑環(huán)形成的電荷復(fù)合物自由遷移。通常用I2、SbCl3、三硝基芴酮(TNF)、及硝基二苯乙烯基苯衍生物合四氰醌(TCNQ)等對其進(jìn)行摻雜。

       （2）聚乙炔（PA）

       PA是迄今為止實(shí)測電導(dǎo)率最高的電子聚合物。它的聚合方法主要有白川英樹法、Namm方法、Durham方法和稀土催化體系。白川英樹采用高濃度的Ziegler-Natta催化劑，即TiOBu4-A1Et3，由氣相乙炔出發(fā)，直接制備出自支撐的具有金屬光澤的聚乙炔膜；在取向了的液晶基質(zhì)上成膜，PA膜也高度取向。Narrman方法的特點(diǎn)是對聚合催化劑“高溫陳化”，因而聚合物力學(xué)性質(zhì)和穩(wěn)定性有明顯改善。

       （3）聚對苯撐乙烯(PPV)

       近年來在光電領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的、制得器件效率最高的是PPV類材料。由于是共軛結(jié)構(gòu)，分子鏈鋼性很強(qiáng)，往往難熔難溶，不易加工。獲得可溶性PPV的方法是在苯環(huán)上至少引入一個(gè)長鏈烷烴。烷烴碳個(gè)數(shù)至少大于6。研究還發(fā)現(xiàn)取代基有支鏈時(shí)比相同碳數(shù)的直鏈烷烴溶解度更好。具有代表性的材料是MEH-PPV（MEH; 2-methoxy-5(2"-ethylhexyloxy)），它具有較好的溶解性，使用方便；禁帶寬度為2.1eV，較為適中。

       （4）聚噻吩(PT)衍生物

       在所有的共軛聚合物中，聚噻吩是一種非常優(yōu)良的光伏材料，因?yàn)槠渚哂泻线m的帶隙和較高的空穴遷移率，所以成為了來有機(jī)光伏材料的研究熱點(diǎn)之一。其中，以區(qū)域規(guī)整的聚(3-己基)噻吩(P3HT)和可溶性C60衍生物PCBM的共混膜做為活性層的光伏器件在熱處理的情況下能量轉(zhuǎn)換效率最高，能量轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達(dá)到了5%左右。因此，設(shè)計(jì)并合成出新型的聚噻吩衍生物，研究聚噻吩結(jié)構(gòu)和性質(zhì)之間的關(guān)系，通過結(jié)構(gòu)修飾來改善聚噻吩衍生物的性質(zhì)引起了廣大科研人員的關(guān)注。從光伏材料的角度來考慮，這些聚噻吩衍生物應(yīng)該具有最基本的性質(zhì)：好的溶解性和成膜性，較寬的吸收光譜(尤其在可見光區(qū))和較高載流子遷移率。

實(shí)驗(yàn)報(bào)告

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/h3>

       1、了解太陽能電池的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。

       2、掌握太陽能電池特性參數(shù)的測試方法。

       3、熟悉數(shù)據(jù)分析與處理技巧。

二、實(shí)驗(yàn)原理

       太陽能電池，又稱為“太陽能芯片”或“光電池”，是一種利用太陽光直接發(fā)電的光電半導(dǎo)體薄片。它基于光伏效應(yīng)工作，即當(dāng)光線照射到太陽能電池板上時(shí)，電池吸收光能并將光子能量轉(zhuǎn)化為電能。太陽能電池的性能參數(shù)包括開路電壓、短路電流、最大輸出功率、填充因子和轉(zhuǎn)換效率等，這些參數(shù)是衡量太陽能電池性能好壞的標(biāo)志。

三、實(shí)驗(yàn)器材

       太陽能電池板

       光源

       可調(diào)穩(wěn)壓電源

       電流表

       電壓表

       負(fù)載電阻

       數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

四、實(shí)驗(yàn)步驟

       1、無光照條件下太陽能電池板的伏安特性測試

       連接太陽能電池板、可調(diào)穩(wěn)壓電源和電流表，設(shè)置電壓從0V開始逐漸增加，每隔0.5V記錄一次電流值。

       根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)繪制I-V特性曲線。

       2、光照條件下太陽能電池板的輸出特性測試

       連接太陽能電池板、光源、電流表、電壓表和負(fù)載電阻，調(diào)整光源強(qiáng)度，測量不同光照條件下的開路電壓和短路電流。

       在固定光照條件下，改變負(fù)載電阻，測量不同負(fù)載下的輸出電流和電壓，繪制I-V特性曲線和P-V特性曲線。

       3、數(shù)據(jù)分析與處理

       利用Excel軟件處理數(shù)據(jù)，繪制伏安特性曲線、輸出功率與電壓關(guān)系曲線以及短路電流、開路電壓與光功率的關(guān)系曲線。

       利用最小二乘法計(jì)算相關(guān)參數(shù)，如填充因子和轉(zhuǎn)換效率，并給出回歸方程和相關(guān)系數(shù)。

五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與分析

       1、無光照條件下太陽能電池板的I-V特性曲線

       繪制I-V曲線，觀察其是否通過原點(diǎn)，并分析其特性。

       2、光照條件下太陽能電池板的輸出特性

       記錄不同光照條件下的開路電壓和短路電流。

       繪制I-V特性曲線和P-V特性曲線，觀察最大輸出功率點(diǎn)的位置。

       3、數(shù)據(jù)分析

       計(jì)算填充因子和轉(zhuǎn)換效率，與理論值進(jìn)行比較。

       分析誤差來源，如光源強(qiáng)度波動(dòng)、電池表面清潔度等。

六、實(shí)驗(yàn)結(jié)論

       通過實(shí)驗(yàn)，我們深入了解了太陽能電池的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，掌握了太陽能電池特性參數(shù)的測試方法，并熟悉了數(shù)據(jù)分析與處理技巧。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，太陽能電池在光照條件下能夠輸出穩(wěn)定的電能，其性能參數(shù)與理論值基本一致。然而，實(shí)驗(yàn)過程中也存在一定的誤差，需要進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件和數(shù)據(jù)處理方法。

七、實(shí)驗(yàn)反思

       1、實(shí)驗(yàn)過程中光源強(qiáng)度的穩(wěn)定性對實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響較大，未來實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采用更穩(wěn)定的光源。

       2、電池表面清潔度對電池性能有一定影響，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)確保電池表面清潔無污物。

       3、數(shù)據(jù)處理過程中應(yīng)充分考慮各種誤差來源，采用更精確的數(shù)據(jù)處理方法以提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

       以上實(shí)驗(yàn)報(bào)告僅為示例，具體實(shí)驗(yàn)步驟和數(shù)據(jù)記錄與分析應(yīng)根據(jù)實(shí)際實(shí)驗(yàn)條件和要求進(jìn)行調(diào)整。

市場前景

       太陽能電池作為一種綠色、可再生的能源形式，其市場前景非常廣闊。以下是對太陽能電池市場前景的詳細(xì)分析：

一、市場需求持續(xù)增長

       全球?qū)稍偕茉吹闹匾暎?/strong>隨著環(huán)保意識的提高和對傳統(tǒng)能源替代需求的增加，太陽能作為一種清潔、可再生能源，其市場需求持續(xù)增長。太陽能電池作為光伏系統(tǒng)的重要組成部分，其需求量也隨之增加。

       政策支持：許多國家都出臺了鼓勵(lì)可再生能源發(fā)展的政策措施，如補(bǔ)貼政策、稅收優(yōu)惠等，這些政策為太陽能電池市場的發(fā)展提供了有力支持。

       技術(shù)進(jìn)步和成本下降：隨著光伏技術(shù)的進(jìn)步和規(guī)模效應(yīng)的發(fā)揮，太陽能電池的制造成本不斷下降，同時(shí)轉(zhuǎn)換效率也在提高。這使得太陽能電池在更多地區(qū)具備了與傳統(tǒng)發(fā)電方式競爭的能力，進(jìn)一步推動(dòng)了市場需求的增長。

二、市場規(guī)模與增長潛力

       全球市場規(guī)模：據(jù)預(yù)測，2024年光伏電池行業(yè)市場規(guī)模有望突破790GW，同比增長45%。這顯示了光伏電池市場在全球范圍內(nèi)的強(qiáng)勁增長勢頭。

       中國市場份額：中國是全球最大的光伏市場之一，擁有完整的光伏產(chǎn)業(yè)鏈和龐大的市場需求。近年來，中國光伏產(chǎn)業(yè)在政策支持和市場需求的雙重驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展。

       未來增長潛力：隨著全球?qū)?span id="aclquuk" class="hrefStyle">環(huán)境保護(hù)意識的提高和對可再生能源需求的增長，太陽能電池有望在未來取得更大的市場份額。同時(shí)，太陽能電池也可以與其他新興技術(shù)結(jié)合使用，如智能電網(wǎng)、能量存儲(chǔ)等，為整個(gè)能源系統(tǒng)提供更加可持續(xù)和清潔的解決方案。

三、市場競爭格局

       國際競爭：國際市場上，一些大型跨國公司憑借技術(shù)、品牌和渠道優(yōu)勢占據(jù)領(lǐng)先地位。然而，隨著中國光伏企業(yè)的崛起，國際市場的競爭格局正在發(fā)生變化。

       國內(nèi)競爭：國內(nèi)市場上，本土企業(yè)通過技術(shù)創(chuàng)新和成本控制逐漸嶄露頭角，市場份額不斷提升。同時(shí)，國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)之間的合作也日益緊密，形成了較為完善的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

四、技術(shù)發(fā)展趨勢

       高效、大尺寸、薄片化：隨著光伏技術(shù)的進(jìn)步，高效、大尺寸、薄片化成為太陽能電池片和硅片的發(fā)展趨勢。這些產(chǎn)品具有更高的光電轉(zhuǎn)換效率和更低的成本，有助于提升光伏系統(tǒng)的整體性能和經(jīng)濟(jì)性。

       新技術(shù)路線：如TOPCon、xBC等技術(shù)路線正在逐步成熟并商業(yè)化應(yīng)用。這些新技術(shù)有望進(jìn)一步提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率并降低成本，從而推動(dòng)市場的進(jìn)一步發(fā)展。

       綜上所述，太陽能電池市場前景廣闊，市場需求持續(xù)增長，市場規(guī)模不斷擴(kuò)大，競爭格局正在發(fā)生變化，同時(shí)技術(shù)發(fā)展趨勢也呈現(xiàn)出高效、大尺寸、薄片化以及新技術(shù)路線的特點(diǎn)。然而，也需要注意到市場競爭日益激烈以及國際貿(mào)易環(huán)境的不確定性等挑戰(zhàn)。因此，企業(yè)需要不斷創(chuàng)新、降低成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)水平以應(yīng)對市場變化并保持競爭優(yōu)勢。