太阳能 风能 潮汐能 地热能 对流能 水能
研究历程
1954年 美 国贝尔实验室 第一个实用硅 太阳能电池无 机和有机化合 物类光伏材料
发展现状
2009年 19.8%
2008年 988.8MW
2007年 445MW
占太阳能电池的
2006年 370MW
• 增长122% • 增长120%
我国高度重视薄膜太阳能电池技术的研发和产业化，与国际先进水平差距逐步缩 小，积极有序地发展。截至2008年底，我国已建成并投产的14家薄膜太阳能电 池企业的产能约达125.9MW，年产量约为46MW。截止2009年底，已开工建 设和已开展前期工作宣布建设的薄膜太阳能电池项目将近40个，按其规划， 2014年前全部建成后的产能将高达约4000MW。
薄膜太阳能模块结构图
薄膜太阳能模块是由玻璃基板、金属层、透明导 电层、电器功能盒、胶合材料、半导体层..等
薄膜太阳电池产品应用
半透明式的太阳能电池模： 建筑整合式太阳能应用 薄膜太阳能之应用： 随身折迭式充电电 源、军事、旅行 薄膜太阳能模块之应用： 屋顶、建筑整合式、远 程电力供应、国防
国内投资状况
将钛醇盐（如钛酸 四醇酯）溶于有机 溶剂（如异丙酮） 混合均匀，然后滴 入酸中可形成透明 TiO2胶体 以Ticl4为原料，通 过气相水解法、火 焰水解法或激光热 解法，可以得到以 锐钛矿相为主的粉 体材料 以工业钛为牺牲阳 极，在常温常压下 有机电解，可制备 钛的多种醇盐前躯 体
物理气 相沉积 化学气 相沉积
喷雾热 分解
太阳能薄膜制备方法
溶胶—凝胶法 具有纯度高、 均均匀性强、 合成温度低、 反应过程易于 控制、无需特 殊贵重仪器等 优点
TiO2薄膜根据 不同用途可以 选用不同制备 方法。
针对太阳能 TiO2薄膜，由 于需要大的比 表面积，通常 采用溶胶—凝 胶法制备。
溶胶—凝胶法制备TiO2太阳能薄膜
太阳能电池的分类
非晶硅(Amorphus Silicon, a-Si) 微晶硅(Nanocrystalline Silicon，nc-Si，Microcrystalline Silicon，mc-Si) 化合物半导体II-IV 族（CdS、CdTe、CuInSe2） 色素敏化染料(Dye-Sensitized Solar Cell) 有机导电高分子(Organic/polymer solar cells) CIGS (铜铟硒化物)
薄膜太阳能电池
组员：王文丽 孙有政 吕立锋 晋俊超 杨鸣春
L/O/G/O
主要内容
1
2 3 4 5
薄膜太阳能电池介绍
染料敏化太阳能电池
Si薄膜太阳能电池
太阳能薄膜的性能表征 新型太阳能电池及展望
背景介绍
存储量有限不可再生能源 产物对环境造成影响 不安全 可再生 清洁无污染 安全可靠
石油 煤炭 天然气 核能
薄膜太阳能电池的特色
1.相同遮蔽面积下功率损失较小(弱光情况下的发电性佳) 2.没有内部电路短路问题(联机已经在串联电池制造时内建) 3.照度相同下损失的功率较晶圆太阳能电池少 4.有较佳的功率温度系数 5.较高的累积发电量 6.只需少量的硅原料 7.较佳的光传输 8.厚度较晶圆太阳能电池薄 9.材料供应无虑 10.可与建材整合性运用(BIPV)
染料敏化太阳能电池
孙有政
染料敏化太阳能电池结构
染料敏化太阳能电池（DSSC电池）是一种新型光电化学太阳能电池。由 于制作工艺简单、成本低和性能稳定，并且对环境无污染，具有良好的开 发前景。是解决世界范围内的能源危机和环境问题的一条重要途径。
纳米TiO2薄膜是染料敏 化太阳能电池的重要组 成部分，其形貌对电池 性能影响显著。纳米 TiO2薄膜的制备就成了 发展光伏产业发展关键。
薄膜太阳能电池的原理
主要是利用光伏效应(photovoltaic effect)将光能直接转换成电 能的一种P-N结半导体装置。
当晶片的接触面受光后，只要光子的能量等于或大于Eg，就会把电子从价带激 发到导带，在价带中留下一个空穴，产生电子-空穴对。如果所产生的电子-空 穴对有足够长的寿命，各自扩散到p-n 结的势垒区附近，在p-n 结的内建电场 作用下被互相分离，光生的非平衡空穴往带负电的p 型区移动，电子往带正电 的n 型区移动。在p-n 结开路情况下。n 区边界将积累非平衡电子，p 区边界 将积累非平衡空穴，产生一个与p-n 结内建电场方向相反的光生电场Voc，这 就是光伏效应。在p-n 结短路情况下光生电子和光生空穴分别产生电流Jn 和Jp， 总的光生电流密度Jsc为两者之和。此时在晶片的两边加上电极并引入负载，只 要光照不停止，就会不断地有电流流过电路，p-n 结起到了电源的作用，这就 是光电池的基本工作原理。光照在接触面产生的电子－空穴对愈多，电流愈大。
制备纳 米粒子
涂覆
干燥或 烘干
利用溶胶— 凝胶法制备 出纳米TiO2 粒子溶胶或 前躯体
将纳米TiO2 粒子溶胶涂 覆在耐温基 底如玻璃、 不锈钢、陶 瓷等上成膜
将涂覆的溶胶 膜烘烤使有机 物基本挥发分 解形成的薄膜 中TiO2粒子呈 纳米晶网络海 绵状
制备纳米TiO2粒子溶胶或前躯体
TiO2粒子溶胶或前躯体质量的好坏直接影响着 薄膜的质量 1 2 3
TiO2薄膜的性能及应用
性能
实现太阳能的转 化（光能→化学 能，电能）
光照下产生超亲水 性
应用
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太阳能电池板及 催化降解污染物、 杀菌、自清洁、 CO2还原等 防水汽和防污 玻璃及陶瓷
TiO2薄膜的常用制备工艺
电沉 积法 自组装 制膜
溶胶-凝 胶涂层 法
国外投资状况
1
2009年10月，英特尔投资公司以2000万美元投资正处 于扩张期的深圳创益科技，助其发展光伏产业
2
国际金融公司ห้องสมุดไป่ตู้IFC) 向新奥集团旗下新奥太阳能有限公司 投资1500万美元，并组织总计1.21亿美元的贷款，助 其发展光伏产业
3
百世德太阳能计划在苏州、南昌建设两座薄膜太阳能项 目工厂，投资金额分别为25亿美元。苏州工厂投产时 间预定为2008年底，南昌工厂为2009年第一季度