太陽(yáng)能電池材料開(kāi)發(fā)技術(shù)

Gavin+J.Conibeer

太陽(yáng)能是人類取之不盡用之不竭的可再生能源，也是清潔能源，不產(chǎn)生任何的環(huán)境污染。在太陽(yáng)能的有效利用當(dāng)中，大陽(yáng)能光電利用是近些年來(lái)發(fā)展最快，最具活力的研究領(lǐng)域，制作太陽(yáng)能電池主要是以半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)，其工作原理是利用光電材料吸收光能后發(fā)生光電子轉(zhuǎn)換反應(yīng)，根據(jù)所用材料的不同，太陽(yáng)能電池可分為：硅太陽(yáng)能電池；以無(wú)機(jī)鹽如砷化鎵IIIV化合物、硫化鎘、銅銦硒等多元化合物為材料的電池；功能高分子材料制備的太陽(yáng)能電池；納米晶太陽(yáng)能電池等。對(duì)太陽(yáng)能電池材料的要求有：半導(dǎo)體材料的禁帶不能太寬；要有較高的光電轉(zhuǎn)換效率；材料本身對(duì)環(huán)境不造成污染；材料便于工業(yè)化生產(chǎn)且材料性能穩(wěn)定。隨著新材料的不斷開(kāi)發(fā)和相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，除了傳統(tǒng)硅材料，新型材料的太陽(yáng)能電池也愈來(lái)愈顯示出誘人的前景。本書(shū)描述了制作太陽(yáng)能電池的技術(shù)和材料，包括傳統(tǒng)的光伏材料、新型無(wú)機(jī)材料，以及有機(jī)材料、納米材料。本書(shū)涵蓋了新型太陽(yáng)能電池的材料及其研究現(xiàn)狀，并討論了太陽(yáng)能電池的發(fā)展及趨勢(shì)。

在本書(shū)中，讀者可了解到先進(jìn)光伏技術(shù)進(jìn)展以及多種太陽(yáng)能電池材料，主要介紹了如下幾類太陽(yáng)能電池材料：（1）單晶硅材料及單晶硅太陽(yáng)能電池：?jiǎn)尉Ч杼?yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率最高，但由于單晶硅材料成本高，價(jià)格居高不下，電池工藝繁瑣，因而單晶硅太陽(yáng)能電池沒(méi)有得到很大的發(fā)展；（2）多晶硅薄膜電池：多晶硅薄膜電池使用的硅遠(yuǎn)較單晶硅少，其成本遠(yuǎn)低于單晶硅電池，能量轉(zhuǎn)換效率高于非晶硅薄膜電池、無(wú)效率衰退問(wèn)題，因此多晶硅薄膜電池有望在太陽(yáng)能電地市場(chǎng)上占據(jù)主導(dǎo)地位；（3）非晶硅太陽(yáng)能電池：非晶硅太陽(yáng)能電池具有較高的轉(zhuǎn)換效率和較低的成本，重量輕等特點(diǎn)，但其穩(wěn)定性不高影響了其實(shí)際應(yīng)用；（4）多元化合物薄膜電池：多元化合物薄膜作為太陽(yáng)能電池的半導(dǎo)體材料，具有價(jià)格低廉、性能良好和工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，將成為太陽(yáng)能電池的一個(gè)重要方向；（5）有機(jī)太陽(yáng)能電池：有機(jī)太陽(yáng)能電池具有柔性好、制作容易、材料來(lái)源廣泛、成本低等優(yōu)勢(shì)，對(duì)大規(guī)模利用太陽(yáng)能、提供廉價(jià)電能具有重要意義；（6）第三代太陽(yáng)能電池：第三代太陽(yáng)能電池技術(shù)隨著科技的不斷進(jìn)步正在迅速發(fā)展，具有巨大的應(yīng)用潛力。

本書(shū)主要內(nèi)容如下：1.引言；2.基本物理原理對(duì)光電轉(zhuǎn)換效率的限制；3.對(duì)光伏材料的物理表征；4.晶體硅太陽(yáng)能電池的發(fā)展；5.非晶硅和微晶硅太陽(yáng)能電池；6.III-V族太陽(yáng)能電池；7.硫族薄膜太陽(yáng)能電池；8.印刷有機(jī)太陽(yáng)能電池；9第三代太陽(yáng)能電池。

本書(shū)適合于光伏行業(yè)的科研工作者以及相關(guān)專業(yè)的研究生閱讀。

楊盈瑩，助理研究員

endprint