晶體硅太陽能電池的發(fā)展可劃分為三個階段(如圖所示),每一階段效率的提升都是因?yàn)樾录夹g(shù)的引入。
電池效率發(fā)展路程圖
1954年貝爾實(shí)驗(yàn)室Chapin等人開發(fā)出效率為6%的單晶硅太陽能電池到1960年為第一發(fā)展階段,導(dǎo)致效率提升的主要技術(shù)是硅材料的制備工藝日趨完善、硅材料的質(zhì)量不斷提高使得電池效率穩(wěn)步上升,這一期間電池效率在15%。1972年到1985年是第二個發(fā)展階段,背電場電池(BSF)技術(shù)、“淺結(jié)”結(jié)構(gòu)、絨面技術(shù)、密柵金屬化是這一階段的代表技術(shù),電池效率提高到17%,電池成本大幅度下降。1985年后是電池發(fā)展的第三階段,光伏科學(xué)家探索了各種各樣的電池新技術(shù)、金屬化材料和結(jié)構(gòu)來改進(jìn)電池性能提高其光電轉(zhuǎn)換效率,表面與體鈍化技術(shù)、Al/P吸雜技術(shù)、選擇性發(fā)射區(qū)技術(shù)、雙層減反射膜技術(shù)等。許多新結(jié)構(gòu)新技術(shù)的電池在此階段相繼出現(xiàn),如效率達(dá)24.4%鈍化發(fā)射極和背面點(diǎn)接觸(PERL)電池。目前相當(dāng)多的技術(shù)、材料和設(shè)備正在逐漸突破實(shí)驗(yàn)室的限制而應(yīng)用到產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)當(dāng)中來。
太陽能光伏發(fā)電在不遠(yuǎn)的將來會占據(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。
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