太陽(yáng)能電池材料的發(fā)展及應(yīng)用

陶瑞 張海鋒 符厚余

摘 ?要：隨著全球經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，能源問(wèn)題日益成為影響全球經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的影響因素。而現(xiàn)階段，人類(lèi)社會(huì)發(fā)展更多的依靠化石能源提供能量，這類(lèi)能源容易對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生影響。而在眾多新能源當(dāng)中，太陽(yáng)能憑借其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)被社會(huì)各界所重視。開(kāi)發(fā)新能源是現(xiàn)階段人類(lèi)發(fā)展的關(guān)鍵任務(wù)。隨著新能源的宣傳力度不斷加大，現(xiàn)階段不少太陽(yáng)能電池材料已經(jīng)應(yīng)用到人們的日常生活與工作當(dāng)中。本文分析太陽(yáng)能電池材料的發(fā)展現(xiàn)狀，探究我國(guó)太陽(yáng)能電池材料的發(fā)展路徑，為我國(guó)太陽(yáng)能電池材料的發(fā)展提供可行性建議。

關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能電池材料;發(fā)展現(xiàn)狀;發(fā)展路徑

近些年，世界各國(guó)正在大力投入新能源的建設(shè)工作。不可再生能源的消耗帶給各國(guó)許多不良影響，現(xiàn)階段環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重，不可再生能源的開(kāi)采所帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題對(duì)社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步影響巨大。因此新能源的開(kāi)發(fā)成為世界各國(guó)現(xiàn)階段的重要任務(wù)。而在新能源領(lǐng)域，太陽(yáng)能電池材料的應(yīng)用較為廣泛，太陽(yáng)能電池材料的發(fā)展與應(yīng)用也成為世界各國(guó)提升綜合實(shí)力的一個(gè)重要手段。

1太陽(yáng)能電池材料發(fā)展現(xiàn)狀

1.1晶體硅太陽(yáng)能電池的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1.1單晶硅太陽(yáng)能電池的現(xiàn)狀

現(xiàn)階段這類(lèi)太陽(yáng)能電池應(yīng)用較為廣泛，是最為常見(jiàn)的光伏發(fā)電材料。相較于其他材料，這類(lèi)太陽(yáng)能電池的制造技術(shù)更加成熟，能夠?yàn)楦嗫蛻?hù)提供優(yōu)質(zhì)體驗(yàn)。另一方面這類(lèi)電池所用的原料純度較高。也正是因?yàn)閱尉Ч杼?yáng)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(shí)現(xiàn)單晶硅太陽(yáng)能電池大規(guī)模的應(yīng)用。而單晶硅太陽(yáng)能電池要想克服價(jià)格高的問(wèn)題，就需要解決制造過(guò)程當(dāng)中電能的消耗以及太陽(yáng)能電池的低平面利用率的問(wèn)題。

1.1.2多晶硅太陽(yáng)能電池的現(xiàn)狀

多晶硅太陽(yáng)能電池因?yàn)橹谱鞒杀镜偷奶攸c(diǎn)受到市場(chǎng)的歡迎。與單晶硅太陽(yáng)能電池相比，多晶硅太陽(yáng)能電池制作更加漸變，同時(shí)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中不易出現(xiàn)污染情況。但是現(xiàn)階段，多晶硅太陽(yáng)能電池的應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中存在不少缺點(diǎn)，多晶硅太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化效率的不足也導(dǎo)致其發(fā)展受限。

1.2薄膜太陽(yáng)能電池的發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，薄膜太陽(yáng)能電池主要分為非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池、III?V族化合物薄膜太陽(yáng)能電池以及II?VI族化合物薄膜太陽(yáng)能電池三類(lèi)電池，而現(xiàn)階段三類(lèi)電池當(dāng)中非晶硅薄膜電池的產(chǎn)量最高，該類(lèi)電池也有著較為突出的優(yōu)勢(shì)。薄膜太陽(yáng)能電池的用料比其他類(lèi)型電池材料更加節(jié)約，同時(shí)薄膜太陽(yáng)能電池組裝也更加簡(jiǎn)單。而薄膜太陽(yáng)能電池中的三類(lèi)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(yáng)能電池有較高的光電轉(zhuǎn)換率以及耐反射損傷等特點(diǎn)，因此這類(lèi)電池材料也被應(yīng)用到宇宙空間。而一些薄膜太陽(yáng)能電池因?yàn)槌杀镜偷忍攸c(diǎn)在民間普遍使用。但是現(xiàn)階段薄膜太陽(yáng)能電池正處在發(fā)展階段，薄膜太陽(yáng)能電池依舊存在不少技術(shù)瓶頸，技術(shù)的限制導(dǎo)致薄膜太陽(yáng)能電池的發(fā)展受到很大限制。

1.3新型太陽(yáng)能電池

1.3.1有機(jī)太陽(yáng)能電池的現(xiàn)狀。

有機(jī)太陽(yáng)能電池目前正在探索，有機(jī)太陽(yáng)能電池不同于無(wú)機(jī)材料太陽(yáng)能電池，這類(lèi)電池的原料較為常見(jiàn)，生產(chǎn)成本低。并且有機(jī)太陽(yáng)能電池加工簡(jiǎn)便，材料柔性好能夠適用于各類(lèi)場(chǎng)景，但是受到技術(shù)限制，目前有機(jī)太陽(yáng)能電池的電池壽命以及光電轉(zhuǎn)化率遠(yuǎn)不及其他類(lèi)型的太陽(yáng)能電池。

1.3.2納米晶化學(xué)太陽(yáng)能電池的現(xiàn)狀

這類(lèi)電池生產(chǎn)簡(jiǎn)便并且價(jià)格電鈴，而使用壽命與性能都比其他類(lèi)型的電池都更具有優(yōu)勢(shì)。但是現(xiàn)階段納米晶化學(xué)太陽(yáng)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(guān)于我國(guó)太陽(yáng)能電池材料的發(fā)展路徑

2.1單晶硅太陽(yáng)能電池材料的可行性發(fā)展路徑

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

2.2多晶硅太陽(yáng)能電池的可行性發(fā)展路徑

首先提高該類(lèi)太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化效率，應(yīng)用長(zhǎng)晶技術(shù)等新型技術(shù)來(lái)突破多晶硅太陽(yáng)能電池材料性能提升的技術(shù)瓶頸。另一方面通過(guò)使用質(zhì)量更高的原材料來(lái)延長(zhǎng)多晶硅太陽(yáng)能電池材料的使用壽命。

2.3薄膜太陽(yáng)能電池的可行性發(fā)展路徑

薄膜太陽(yáng)能電池的組裝較為簡(jiǎn)便，同時(shí)該類(lèi)電池的性能也受到社會(huì)各界的一致認(rèn)可。但是現(xiàn)階段薄膜太陽(yáng)能電池的價(jià)格過(guò)高，導(dǎo)致薄膜太陽(yáng)能電池的應(yīng)用范圍不高。因此要想擴(kuò)大薄膜太陽(yáng)能電池的應(yīng)用范圍，就需要降低該類(lèi)電池的制造成本，選擇引入高科技術(shù)降低薄膜太陽(yáng)能電池的制造成本。另一方面打破壟斷，實(shí)現(xiàn)電池制造設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化，降低生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本。同時(shí)加強(qiáng)對(duì)薄膜太陽(yáng)能電池的研發(fā)力度，提高薄膜太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化率。

3結(jié)束語(yǔ)：

為了減小經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)周邊環(huán)境的影響，社會(huì)各界也正在加大對(duì)太陽(yáng)能電池的研究力度?，F(xiàn)階段多類(lèi)太陽(yáng)能電池材料成為現(xiàn)階段國(guó)家研發(fā)的重點(diǎn)，太陽(yáng)能電池材料的應(yīng)用能夠有效解決能源污染問(wèn)題，為我國(guó)新時(shí)代工業(yè)發(fā)展提供幫助。

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