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太阳能电池的发展历程及现状
我国对太阳能电池的研发工作十分重视。国家发改委 制定的“ 光明工程 ”将筹资100亿元用于推进太阳能发电 技术的应用，计划到2015年全国太阳能发电系统总装机容 量达到300兆瓦。
目前，我国已有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 生产线中，有6条单晶硅太阳能电池生产线，2条非单晶硅 太阳能电池生产线。
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太阳能电池的原理
当P型和N型半导体结合在一起时 ， 在两种半导体的 交界面区域里会形成一个特殊的薄层 ，界面的P型一侧带 负电，N型一侧带正电。这是由于P型半导体多空穴，N型 半导体多自由电子，出现了浓度差。N区的电子会扩散到 P区，P区的空穴会扩散到N区，一旦扩散就形成了一个由 N指向P的“内电场”，从而阻止扩散进行。达到平衡后， 就形成了这样一个特殊的薄层形成电势差，这就是PN结。
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太阳能电池的发展历程及现状
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太阳能电池的发展历程及现状
根据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究开发，积极生产各 种相关的节能新产品。
目前，许多国家正在制定中长期太阳能开发计划，准 备在21世纪大规模开发太阳能：美国能源部推出了“ 国 家光伏计划”和“太阳能路灯计划” ；日本提出了“阳 光计划” ；日本、韩国以及欧洲地区总共8个国家决定携 手合作，在亚洲内陆和非洲沙漠地区建设世界上规模最大 的太阳能发电站。
因此，开发一种储量巨大、清洁、无污染的可再生能 源已经成为当今社会的广泛共识。
与常规能源相比，太阳能具有三大优势： 其一，它是人类可以利用的最丰富的能源。据统计， 在过去的漫长的十几亿年中，太阳只消耗了它本身能量的 2%。按照这种速度计算，太阳足以供给人类使用几十亿 年，可谓取之不尽、用之不竭。
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太阳能电池的原理
当光线照射太阳电池表面时，一部分光子被硅材料吸 收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，成 为自由电子。在PN结中N型半导体的空穴往P型区移动 ， 而P型区中的电子往N型区移动，从而形成从N型区到P型 区的电流。然后在PN结中形成电势差，这就形成了电源 。
实质：光能转换为电能
在硅原子旁边的四个电子。而黄色的表示
PN结
掺入的硼原子，因为硼原子周围只有 3 个
电子，所以就会产生蓝色的空穴，这个空
穴因为没有电子而变得很不稳定，容易吸
收电子而中和，形成p型半导 体。
同样，掺入磷原子以后，因为磷原子 有五个电子，所以就会有一个电子变得非
常活跃，形成N型半导体。 黄色的为磷原 子核，红色的为多余的电子。
因此，太阳能是一种非常合适的新能源，研究和开发 太阳能，对于我们人类今后的生产生活乃至生存，都具有 十分重要的意义！
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太阳能电池的发展历程及现状
1839年，法国物理学家贝克勒尔（E.Becquerel）发现液 体的光生伏特效应 【光生伏特效应：半导体受到光照时产生电动势的现象】 1877年，亚当斯（W.G.Adams）研究了硒的光伏效应， 并制作了第一片硒太阳能电池 1883年，美国发明家查尔斯描述了第一块硒太阳能电池的 原理 1918年，波兰科学家Czochralski发展了生长单晶硅的提 拉法工艺
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太阳能电池的分类
●硅太阳能电池 ●多元化合物薄膜太阳能电池 ●聚合物多层修饰电极型太阳能电池 ●纳米晶太阳能电池【染料敏化纳米晶体太阳能电池】 ●有机太阳能电池
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硅太阳能电池
硅太阳能电池分为单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太 阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池三种。
单晶硅太阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟。 在实验室里最高的转换效率为24.7%，规模生产时的效率 为15%。在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位，但 由于单晶硅成本价格高，大幅度降低其成本很困难，为了 节省硅材料，发展了多晶硅薄膜和非晶硅薄膜做为单晶硅 太阳能电池的替代产品。
太阳能电池
启明物理0901班 庞贵明
导读
★太阳能电池的产生背景 ★太阳能电池的发展历程及现状 ★太阳能电池的原理 ★太阳能电池的分类 ★结束语
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太阳能电池的产生背景
自从两次工业革命以后，煤、石油、天然气等化石燃 料相继被广泛地应用到生产生活的各个方面。随着社会经 济的不断发展和人类文明的不断进步，人类对能源的需求 量不断飞速增长。
位于天津的国家纳米技术与工程研究院（CNANE）、 隶属于中国科学院的长春应用化学研究所（CIAC）以及 中国纳米技术产业化基地(NIBC)在这方面有所研究。
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太阳能电池的原理
当硅晶体中掺入其他的杂质，如硼 、 磷等，当掺入硼时，硅晶体中就会存在着
一个空穴，它的形成可以参照左图：
正电荷表示硅原子，负电荷表示围绕
Hale Waihona Puke 太阳能电池的产生背景其二，在地球上，只要有光照的地方都有太阳能，这 样我们就可以就地开发利用，不存在运输问题，尤其对于 交通不发达的农村、海岛和边远地区更具有实用价值。
其三，太阳能是一种十分清洁的能源。在开发和利用 太阳能时，不会产生废渣、废水和废气；也没有噪音，更 不会产生大气污染、影响生态平衡等环境问题。
1941年 奥尔在硅上发现光伏效应
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太阳能电池的发展历程及现状
1951年生长p-n结，实现制备单晶锗电池 1954年，美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次 制成了实用的单晶硅太阳电池，诞生了将太阳光能转换为 电能的实用光伏发电技术。 1958年，我国研制出首块单晶硅 1960年，Hoffman电子实现单晶硅电池效率达到14% 1977年，D.E.Carlson和C.R.Wronski制成第一个非晶硅太 阳能电池 2007年，我国成为生产太阳能电池最多的国家
然而，这些曾经被人们广泛应用并且现在还在被使用 的基本都是不可再生能源。其有限的储量与人类无限的需 求之间构成了不可调和的矛盾。
其次，煤、石油、天然气等化石燃料燃烧后会产生大 量的二氧化碳气体，造成温室效应，加速全球气候变暖， 给人类及其他动植物的生存构成巨大挑战。
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太阳能电池的产生背景
再者，这些不可再生能源的大量使用，还会产生环境 污染、生态破坏等严重问题。