一种新型太阳能电池,,,,
寻找一种新型太阳能电池,,,,要求与五号电池那么大 的尺寸和面积,,可以当作电池用 可以利用太阳能,还可以用电(12V)来充电,,我的产品用做应急灯,高档品 多功能,,,,,,,,,望大家有空来坐坐,,,,``````````
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通常认为在不考虑地球大气吸收的情况下,太阳能的功率是1.39千瓦每平米,所以即便你有完全吸收和转化的装置,也不可能作到.
资料:在我国广阔的土地上,有着丰富的太阳能资源.大多数地区年平均日辐射量在每平方米4千瓦时以上,西藏日辐射量最高达每平米7千瓦时.
太阳能电池计划
据Dataquest的统计资料显示,目前全世界共有136 个国家投入普及应用太阳能电池的热潮中,其中有95 个国家正在大规模地进行太阳能电池的研制开发,积极生产各种相关的节能新产品.1998年,全世界生产的太阳能电池,其总的发电量达1000兆瓦,1999年达2850兆瓦.目前,许多国家正在制订中长期太阳能开发计划,准备在21世纪大规模开发太阳能.全世界总共有2700多家厂商向国际市场提供太阳能电池及各种以太阳能电池为能源的产品,在全球范围内掀起了太阳能开发利用的"绿色能源热",与呼声渐高的全球环境保护热潮遥相呼应,相得益彰.
太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件.早在1839年,科学家们已经开始研究光生伏特效应,到了20世纪40年代中期, 太阳能电池的研制取得了重大突破,在单晶硅中发现了称之为Czochralski的过程.1954年,美国贝尔实验室根据这个Czochralski 的过程研制成功世界上第一块太阳能电池,能量转换效率达到4%.太阳能电池的问世,标志着太阳能开始借助人工器件直接转换为电能,这是世界能源业界的一次新的飞跃.
世纪之交,一些发达国家纷纷制定了发展包括太阳能电池在内的可再生能源计划.美国和日本为了争夺世界光伏市场的霸主地位,争相出台太阳能技术的研究开发计划,美国推出的是国家光伏计划,日本推出的是阳光计划, 二者都描绘出了一幅研究开发太阳能技术的宏伟蓝图.
NREL光伏计划是美国能源部国家光伏计划的一项重要的内容.目前,该计划在单晶硅和高级器件、薄膜光伏技术、PVMaT、光伏组件以及系统性能和工程、 光伏应用和市场开发等5个领域开展研究工作.它的任务是与美国企业界进行合作,开发和应用光伏技术, 使其获得较快的发展NREL光伏计划的一个引人注目的特点是善于抓住机遇,将其研究成果迅速转化为商品及应用.为了达到这个目的,NREL在开发美国国内市场的同时,也十分重视国际市场的开发和拓展.目前,NREL已经与俄罗斯、中国、印度、 印尼、巴西和埃及等国家建立了技术合作和光伏市场开发关系.
此外,美国还推出了"太阳能路灯计划",旨在让美国一部分城市的路灯都改为由太阳能供电,根据计划,每盏路灯每年可节电 800 度 ; 日本也正在实施太阳能"7万套工程计划";欧洲则将研究开发太阳能电池列入著名的"尤里卡"高科技计划.
众所周知,沙漠地区由于气温特别高,所以最具大规模开发太阳能的潜力.日本、韩国以及欧洲地区总共8个国家最近决定携手合作,在亚洲内陆及非洲沙漠地区建设世界上规模最大的太阳能发电站,他们的目标是将占全球陆地面积约1/4的沙漠地区的长时间日照资源有效地利用起来,为30万用户提供100万千瓦的电能.计划将从2001年开始,花4年时间完成.
专家们指出,目前推动太阳能光电池产业大发展的重要动力之一,是不少国家正在竞相推出以普及应用光电池为主要内容的"太阳能工程"计划,如日本的"7万套工程"、欧洲的"10万套工程"等.美国决定利用其技术优势在亚洲、拉美和非洲等地推销其光电技术产品,包括在这些地区承包兴建太阳能住宅. 日本准备普及的太阳能住宅发电系统,主要是装设在住宅屋顶上的太阳能电池发电设备,家庭用剩余的电量还可以卖给电力公司.一个标准家庭可安装一部发电3000瓦的系统.
太阳能电池研究
在太阳能电池中,最重要的组成部分是半导体材料层,在这种材料层里能够产生负载所需要的电流.太阳能电池的种类很多,其中包括单晶硅太阳能电池、 多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池、化合物半导体电池和叠层太阳能电池等.
单晶硅太阳能电池在实验室里最高的转换效率为23%,而规模生产的单晶硅太阳能电池,其效率为15%.
多晶硅太阳能电池具有独特的优势,与单晶硅比较,多晶硅半导体材料的价格比较低廉,但是由于它存在着较多的晶粒间界而有较多的弱点. 多晶硅太阳能电池的实验室最高转换效率为18%,工业规模生产的转换效率为10%.
非晶硅薄膜太阳能电池的研究工作开始于1975年.非晶硅(a-Si)属于直接转换型半导体,光的吸收率较大,较容易制造厚度小于0.5微米、面积大于1平方米的薄膜,并且易于与其他原子结合制造对近红外光高吸收的非晶硅锗(a-SiGe)集层光电池 ,是目前太阳能电池开发的热点之一,目前已经开发出集层结成型、连续分离成型以及激光布线成型等多种新技术,其中,10cm×10cm产品的初期转换率达12.0%,1 cm2a-Si/a-SiGe集层太阳能电池的稳定后效率达10.6%, 达到了目前世界最先进的水平.日本三洋电机公司开发的大面积a-Si/a-SiGe集层太阳能电池(30cm×40cm),其稳定后效率达9.5%.非晶硅薄膜太阳能电池组件的制造采用薄膜工艺, 具有较多的优点,例如:沉积温度低、衬底材料价格较低廉,能够实现大面积沉积. 非晶硅的可见光吸收系数比单晶硅大,是单晶硅的40倍,1微米厚的非晶硅薄膜,可以吸引大约90%有用的太阳光能.不过,非晶硅太阳能电池的稳定性较差, 从而影响了它的迅速发展.美国科学家对非晶硅太阳能电池进行了深入的研究, 发现非晶硅薄膜材料受到长时间的光照之后,光电导和暗电导的性能均有所降低,进行160 ℃以上的高温退火之后,可以恢复到光照之前的值,这就是所谓SW效应.科学家们已经掌握了降低这种光诱导效应的太阳能电池的结构及其制造方法.
非晶硅和多晶硅混合薄膜太阳能电池也是一种极有发展前景的新产品.由于非晶硅和多晶硅对太阳光谱的敏感区域不同,将这两种不同的材料用在同一块基板上,能够很好地取长补短,获得与结晶相近的转换率.由于这种产品属于硅薄膜材料,能够节省资源,对环境保护有利.日本钟渊化学公司目前已经开发出大小为91.0cm×45.5cm,转换效率为10.6%、下层膜厚度为几微米的超薄型薄膜太阳能电池.
化合物太阳能电池包括三五族化合物电池和二六族化合物电池.三五族化合物电池主要有GaAs电池、InP电池、GaSb电池等;二六族化合物电池主要有CaS/CuInSe电池、CaS/CdTe电池等.在三五族化合物太阳能电池中,GaAs电池的转换效率最高,可达28%;GaAs是二元化合物,Ga是其它产品的副产品,非常稀少珍贵;As 不是稀有元素,有毒.GaAs化合物材料尤其适用于制造高效电池和多结电池,这是由于GaAs具有十分理想的光学带隙以及较高的吸收效率,抗辐照能力强,对热不敏感. 由于具有这些特点,所以GaAs化合物材料也适合于制造高效单结电池.GaAs 化合物太阳能电池虽然具有诸多优点,但是GaAs材料的价格不菲,因而在很大程度上限制了用GaAs电池的普及.为了解决这个问题,采用了聚光系统,该系统由于采用价格较低的塑料透镜和金属外壳,并且改进了电池性能,因而深受广大用户青睐.
叠层太阳能电池由两种或两种以上不同带隙的电池有机地叠加组合而成.一般而言,顶部电池的材料具有较宽的带隙,适于吸收能量较大的太阳光能; 而底部电池的材料带隙较窄,适于吸收能量较小的太阳光能,因此,在单结的基础上,叠层太阳能电池的转换效率较高,例如GaAs叠层太阳能电池的转换效率可以达到35%.
我国对太阳能电池的研究开发工作高度重视,早在七五期间,非晶硅半导体的研究工作已经列入国家重大课题;八五和九五期间,我国把研究开发的重点放在大面积太阳能电池等方面.
太阳能电池市场
目前,美国和日本在世界光伏市场上占有最大的市场份额. 美国拥有世界上最大的光伏发电厂,其功率为7MW,日本也建成了发电功率达1MW的光伏发电厂.
近年来太阳能利用在技术上的不断突破, 使太阳能光电池的商业化应用要比人们原先预期的快得多.目前,全世界总共有23万座光伏发电设备,以色列、澳大利亚、新西兰居于领先地位.技术上的不断突破使光电池以高速度进入市场.80年代后期, 由于多晶薄膜光电池的出现,使光电池的光电转换率达16%,而生产成本降低了50%, 极利于在缺能少电的发展中国家推广.去年,日本本田技研公司推出的光电池光电转换率达到21.6%.据分析,日本由于高度重视新材料的研究和革新,使其在发展光电池产品方面拥有坚实的技术基础.
目前,光电池的应用已从军事领域、航天领域进入工业、商业、农业、 通信、家用电器以及公用设施等部门.2000年,全球有将近4600 家厂商向市场提供光电池和以光电池为电源的产品.世界太阳能市场呈现出一派阳光灿烂的美好前景.
20世纪90年代以来,全球太阳能电池行业以每年15%的增幅持续不断地发展.据Dataquest发布的最新统计和预测报告显示,美国、日本和西欧工业发达国家在研究开发太阳能方面的总投资, 1998年达570亿美元;1999年646亿美元;2000年700亿美元;2001年将达820亿美元;2002年有望突破1000亿美元.
我国目前已有10条太阳能电池生产线,年生产能力约为4.5MW,其中8条生产线是从国外引进的,在这8条生产线当中,有6条单晶硅太阳能电池生产线,2条非晶硅太阳能电池生产线.据专家预测,目前我国光伏市场需求量为每年5MW,2001~2010年,年需求量将达10MW,从2011年开始,我国光伏市场年需求量将大于20MW.
资料:在我国广阔的土地上,有着丰富的太阳能资源.大多数地区年平均日辐射量在每平方米4千瓦时以上,西藏日辐射量最高达每平米7千瓦时.
太阳能电池计划
据Dataquest的统计资料显示,目前全世界共有136 个国家投入普及应用太阳能电池的热潮中,其中有95 个国家正在大规模地进行太阳能电池的研制开发,积极生产各种相关的节能新产品.1998年,全世界生产的太阳能电池,其总的发电量达1000兆瓦,1999年达2850兆瓦.目前,许多国家正在制订中长期太阳能开发计划,准备在21世纪大规模开发太阳能.全世界总共有2700多家厂商向国际市场提供太阳能电池及各种以太阳能电池为能源的产品,在全球范围内掀起了太阳能开发利用的"绿色能源热",与呼声渐高的全球环境保护热潮遥相呼应,相得益彰.
太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件.早在1839年,科学家们已经开始研究光生伏特效应,到了20世纪40年代中期, 太阳能电池的研制取得了重大突破,在单晶硅中发现了称之为Czochralski的过程.1954年,美国贝尔实验室根据这个Czochralski 的过程研制成功世界上第一块太阳能电池,能量转换效率达到4%.太阳能电池的问世,标志着太阳能开始借助人工器件直接转换为电能,这是世界能源业界的一次新的飞跃.
世纪之交,一些发达国家纷纷制定了发展包括太阳能电池在内的可再生能源计划.美国和日本为了争夺世界光伏市场的霸主地位,争相出台太阳能技术的研究开发计划,美国推出的是国家光伏计划,日本推出的是阳光计划, 二者都描绘出了一幅研究开发太阳能技术的宏伟蓝图.
NREL光伏计划是美国能源部国家光伏计划的一项重要的内容.目前,该计划在单晶硅和高级器件、薄膜光伏技术、PVMaT、光伏组件以及系统性能和工程、 光伏应用和市场开发等5个领域开展研究工作.它的任务是与美国企业界进行合作,开发和应用光伏技术, 使其获得较快的发展NREL光伏计划的一个引人注目的特点是善于抓住机遇,将其研究成果迅速转化为商品及应用.为了达到这个目的,NREL在开发美国国内市场的同时,也十分重视国际市场的开发和拓展.目前,NREL已经与俄罗斯、中国、印度、 印尼、巴西和埃及等国家建立了技术合作和光伏市场开发关系.
此外,美国还推出了"太阳能路灯计划",旨在让美国一部分城市的路灯都改为由太阳能供电,根据计划,每盏路灯每年可节电 800 度 ; 日本也正在实施太阳能"7万套工程计划";欧洲则将研究开发太阳能电池列入著名的"尤里卡"高科技计划.
众所周知,沙漠地区由于气温特别高,所以最具大规模开发太阳能的潜力.日本、韩国以及欧洲地区总共8个国家最近决定携手合作,在亚洲内陆及非洲沙漠地区建设世界上规模最大的太阳能发电站,他们的目标是将占全球陆地面积约1/4的沙漠地区的长时间日照资源有效地利用起来,为30万用户提供100万千瓦的电能.计划将从2001年开始,花4年时间完成.
专家们指出,目前推动太阳能光电池产业大发展的重要动力之一,是不少国家正在竞相推出以普及应用光电池为主要内容的"太阳能工程"计划,如日本的"7万套工程"、欧洲的"10万套工程"等.美国决定利用其技术优势在亚洲、拉美和非洲等地推销其光电技术产品,包括在这些地区承包兴建太阳能住宅. 日本准备普及的太阳能住宅发电系统,主要是装设在住宅屋顶上的太阳能电池发电设备,家庭用剩余的电量还可以卖给电力公司.一个标准家庭可安装一部发电3000瓦的系统.
太阳能电池研究
在太阳能电池中,最重要的组成部分是半导体材料层,在这种材料层里能够产生负载所需要的电流.太阳能电池的种类很多,其中包括单晶硅太阳能电池、 多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池、化合物半导体电池和叠层太阳能电池等.
单晶硅太阳能电池在实验室里最高的转换效率为23%,而规模生产的单晶硅太阳能电池,其效率为15%.
多晶硅太阳能电池具有独特的优势,与单晶硅比较,多晶硅半导体材料的价格比较低廉,但是由于它存在着较多的晶粒间界而有较多的弱点. 多晶硅太阳能电池的实验室最高转换效率为18%,工业规模生产的转换效率为10%.
非晶硅薄膜太阳能电池的研究工作开始于1975年.非晶硅(a-Si)属于直接转换型半导体,光的吸收率较大,较容易制造厚度小于0.5微米、面积大于1平方米的薄膜,并且易于与其他原子结合制造对近红外光高吸收的非晶硅锗(a-SiGe)集层光电池 ,是目前太阳能电池开发的热点之一,目前已经开发出集层结成型、连续分离成型以及激光布线成型等多种新技术,其中,10cm×10cm产品的初期转换率达12.0%,1 cm2a-Si/a-SiGe集层太阳能电池的稳定后效率达10.6%, 达到了目前世界最先进的水平.日本三洋电机公司开发的大面积a-Si/a-SiGe集层太阳能电池(30cm×40cm),其稳定后效率达9.5%.非晶硅薄膜太阳能电池组件的制造采用薄膜工艺, 具有较多的优点,例如:沉积温度低、衬底材料价格较低廉,能够实现大面积沉积. 非晶硅的可见光吸收系数比单晶硅大,是单晶硅的40倍,1微米厚的非晶硅薄膜,可以吸引大约90%有用的太阳光能.不过,非晶硅太阳能电池的稳定性较差, 从而影响了它的迅速发展.美国科学家对非晶硅太阳能电池进行了深入的研究, 发现非晶硅薄膜材料受到长时间的光照之后,光电导和暗电导的性能均有所降低,进行160 ℃以上的高温退火之后,可以恢复到光照之前的值,这就是所谓SW效应.科学家们已经掌握了降低这种光诱导效应的太阳能电池的结构及其制造方法.
非晶硅和多晶硅混合薄膜太阳能电池也是一种极有发展前景的新产品.由于非晶硅和多晶硅对太阳光谱的敏感区域不同,将这两种不同的材料用在同一块基板上,能够很好地取长补短,获得与结晶相近的转换率.由于这种产品属于硅薄膜材料,能够节省资源,对环境保护有利.日本钟渊化学公司目前已经开发出大小为91.0cm×45.5cm,转换效率为10.6%、下层膜厚度为几微米的超薄型薄膜太阳能电池.
化合物太阳能电池包括三五族化合物电池和二六族化合物电池.三五族化合物电池主要有GaAs电池、InP电池、GaSb电池等;二六族化合物电池主要有CaS/CuInSe电池、CaS/CdTe电池等.在三五族化合物太阳能电池中,GaAs电池的转换效率最高,可达28%;GaAs是二元化合物,Ga是其它产品的副产品,非常稀少珍贵;As 不是稀有元素,有毒.GaAs化合物材料尤其适用于制造高效电池和多结电池,这是由于GaAs具有十分理想的光学带隙以及较高的吸收效率,抗辐照能力强,对热不敏感. 由于具有这些特点,所以GaAs化合物材料也适合于制造高效单结电池.GaAs 化合物太阳能电池虽然具有诸多优点,但是GaAs材料的价格不菲,因而在很大程度上限制了用GaAs电池的普及.为了解决这个问题,采用了聚光系统,该系统由于采用价格较低的塑料透镜和金属外壳,并且改进了电池性能,因而深受广大用户青睐.
叠层太阳能电池由两种或两种以上不同带隙的电池有机地叠加组合而成.一般而言,顶部电池的材料具有较宽的带隙,适于吸收能量较大的太阳光能; 而底部电池的材料带隙较窄,适于吸收能量较小的太阳光能,因此,在单结的基础上,叠层太阳能电池的转换效率较高,例如GaAs叠层太阳能电池的转换效率可以达到35%.
我国对太阳能电池的研究开发工作高度重视,早在七五期间,非晶硅半导体的研究工作已经列入国家重大课题;八五和九五期间,我国把研究开发的重点放在大面积太阳能电池等方面.
太阳能电池市场
目前,美国和日本在世界光伏市场上占有最大的市场份额. 美国拥有世界上最大的光伏发电厂,其功率为7MW,日本也建成了发电功率达1MW的光伏发电厂.
近年来太阳能利用在技术上的不断突破, 使太阳能光电池的商业化应用要比人们原先预期的快得多.目前,全世界总共有23万座光伏发电设备,以色列、澳大利亚、新西兰居于领先地位.技术上的不断突破使光电池以高速度进入市场.80年代后期, 由于多晶薄膜光电池的出现,使光电池的光电转换率达16%,而生产成本降低了50%, 极利于在缺能少电的发展中国家推广.去年,日本本田技研公司推出的光电池光电转换率达到21.6%.据分析,日本由于高度重视新材料的研究和革新,使其在发展光电池产品方面拥有坚实的技术基础.
目前,光电池的应用已从军事领域、航天领域进入工业、商业、农业、 通信、家用电器以及公用设施等部门.2000年,全球有将近4600 家厂商向市场提供光电池和以光电池为电源的产品.世界太阳能市场呈现出一派阳光灿烂的美好前景.
20世纪90年代以来,全球太阳能电池行业以每年15%的增幅持续不断地发展.据Dataquest发布的最新统计和预测报告显示,美国、日本和西欧工业发达国家在研究开发太阳能方面的总投资, 1998年达570亿美元;1999年646亿美元;2000年700亿美元;2001年将达820亿美元;2002年有望突破1000亿美元.
我国目前已有10条太阳能电池生产线,年生产能力约为4.5MW,其中8条生产线是从国外引进的,在这8条生产线当中,有6条单晶硅太阳能电池生产线,2条非晶硅太阳能电池生产线.据专家预测,目前我国光伏市场需求量为每年5MW,2001~2010年,年需求量将达10MW,从2011年开始,我国光伏市场年需求量将大于20MW.
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