太陽能電池材料的發(fā)展及應用

陶瑞 張海鋒 符厚余

摘 ?要：隨著全球經(jīng)濟的高速發(fā)展，能源問題日益成為影響全球經(jīng)濟增長的影響因素。而現(xiàn)階段，人類社會發(fā)展更多的依靠化石能源提供能量，這類能源容易對周邊環(huán)境產(chǎn)生影響。而在眾多新能源當中，太陽能憑借其獨特的優(yōu)勢被社會各界所重視。開發(fā)新能源是現(xiàn)階段人類發(fā)展的關鍵任務。隨著新能源的宣傳力度不斷加大，現(xiàn)階段不少太陽能電池材料已經(jīng)應用到人們的日常生活與工作當中。本文分析太陽能電池材料的發(fā)展現(xiàn)狀，探究我國太陽能電池材料的發(fā)展路徑，為我國太陽能電池材料的發(fā)展提供可行性建議。

關鍵詞：太陽能電池材料;發(fā)展現(xiàn)狀;發(fā)展路徑

近些年，世界各國正在大力投入新能源的建設工作。不可再生能源的消耗帶給各國許多不良影響，現(xiàn)階段環(huán)境問題日益嚴重，不可再生能源的開采所帶來的環(huán)境問題對社會的發(fā)展進步影響巨大。因此新能源的開發(fā)成為世界各國現(xiàn)階段的重要任務。而在新能源領域，太陽能電池材料的應用較為廣泛，太陽能電池材料的發(fā)展與應用也成為世界各國提升綜合實力的一個重要手段。

1太陽能電池材料發(fā)展現(xiàn)狀

1.1晶體硅太陽能電池的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1.1單晶硅太陽能電池的現(xiàn)狀

現(xiàn)階段這類太陽能電池應用較為廣泛，是最為常見的光伏發(fā)電材料。相較于其他材料，這類太陽能電池的制造技術(shù)更加成熟，能夠為更多客戶提供優(yōu)質(zhì)體驗。另一方面這類電池所用的原料純度較高。也正是因為單晶硅太陽能電池的原料純度較高，所消耗的原材料較高，所需的前期投入成本較高，難以實現(xiàn)單晶硅太陽能電池大規(guī)模的應用。而單晶硅太陽能電池要想克服價格高的問題，就需要解決制造過程當中電能的消耗以及太陽能電池的低平面利用率的問題。

1.1.2多晶硅太陽能電池的現(xiàn)狀

多晶硅太陽能電池因為制作成本低的特點受到市場的歡迎。與單晶硅太陽能電池相比，多晶硅太陽能電池制作更加漸變，同時生產(chǎn)過程當中不易出現(xiàn)污染情況。但是現(xiàn)階段，多晶硅太陽能電池的應用過程當中存在不少缺點，多晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率的不足也導致其發(fā)展受限。

1.2薄膜太陽能電池的發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，薄膜太陽能電池主要分為非晶硅薄膜太陽能電池、III?V族化合物薄膜太陽能電池以及II?VI族化合物薄膜太陽能電池三類電池，而現(xiàn)階段三類電池當中非晶硅薄膜電池的產(chǎn)量最高，該類電池也有著較為突出的優(yōu)勢。薄膜太陽能電池的用料比其他類型電池材料更加節(jié)約，同時薄膜太陽能電池組裝也更加簡單。而薄膜太陽能電池中的三類電池有著不同的作用，側(cè)重方向也有所不同。例如，III?V族化合物薄膜太陽能電池有較高的光電轉(zhuǎn)換率以及耐反射損傷等特點，因此這類電池材料也被應用到宇宙空間。而一些薄膜太陽能電池因為成本低等特點在民間普遍使用。但是現(xiàn)階段薄膜太陽能電池正處在發(fā)展階段，薄膜太陽能電池依舊存在不少技術(shù)瓶頸，技術(shù)的限制導致薄膜太陽能電池的發(fā)展受到很大限制。

1.3新型太陽能電池

1.3.1有機太陽能電池的現(xiàn)狀。

有機太陽能電池目前正在探索，有機太陽能電池不同于無機材料太陽能電池，這類電池的原料較為常見，生產(chǎn)成本低。并且有機太陽能電池加工簡便，材料柔性好能夠適用于各類場景，但是受到技術(shù)限制，目前有機太陽能電池的電池壽命以及光電轉(zhuǎn)化率遠不及其他類型的太陽能電池。

1.3.2納米晶化學太陽能電池的現(xiàn)狀

這類電池生產(chǎn)簡便并且價格電鈴，而使用壽命與性能都比其他類型的電池都更具有優(yōu)勢。但是現(xiàn)階段納米晶化學太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率受到技術(shù)限制難以大幅度的提升。

2關于我國太陽能電池材料的發(fā)展路徑

2.1單晶硅太陽能電池材料的可行性發(fā)展路徑

單晶硅太陽能電池材料的發(fā)展受到價格因素的影響發(fā)展不前。因此單晶硅太陽能電池材料制造方就需要適當?shù)慕档筒牧现圃斐杀荆x擇一些質(zhì)量適中價格低廉的原材料應用到材料的制作當中。另一方面，提高單晶硅太陽能電池材料的光電轉(zhuǎn)化效率，在電池生產(chǎn)過程當中引入新技術(shù)進行加工，進一步提升單晶硅太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率。

2.2多晶硅太陽能電池的可行性發(fā)展路徑

首先提高該類太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率，應用長晶技術(shù)等新型技術(shù)來突破多晶硅太陽能電池材料性能提升的技術(shù)瓶頸。另一方面通過使用質(zhì)量更高的原材料來延長多晶硅太陽能電池材料的使用壽命。

2.3薄膜太陽能電池的可行性發(fā)展路徑

薄膜太陽能電池的組裝較為簡便，同時該類電池的性能也受到社會各界的一致認可。但是現(xiàn)階段薄膜太陽能電池的價格過高，導致薄膜太陽能電池的應用范圍不高。因此要想擴大薄膜太陽能電池的應用范圍，就需要降低該類電池的制造成本，選擇引入高科技術(shù)降低薄膜太陽能電池的制造成本。另一方面打破壟斷，實現(xiàn)電池制造設備的國產(chǎn)化，降低生產(chǎn)運營成本。同時加強對薄膜太陽能電池的研發(fā)力度，提高薄膜太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化率。

3結(jié)束語：

為了減小經(jīng)濟發(fā)展對周邊環(huán)境的影響，社會各界也正在加大對太陽能電池的研究力度?，F(xiàn)階段多類太陽能電池材料成為現(xiàn)階段國家研發(fā)的重點，太陽能電池材料的應用能夠有效解決能源污染問題，為我國新時代工業(yè)發(fā)展提供幫助。

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