鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1805次 | 2020年04月14日
盤點(diǎn)高效太陽能電池轉(zhuǎn)換效率之最:晶硅電池誰稱王?
太陽能光伏發(fā)電在世界能源消費(fèi)的席位愈發(fā)重要,在不遠(yuǎn)的將來不但要替代部分常規(guī)能源,更可能成為世界能源供應(yīng)的主體。
太陽能電池是一種將光能轉(zhuǎn)換為電能的元件。低成本高效率的太陽能電池是光伏技術(shù)長期追逐的目標(biāo),更是各個公司拼命爭奪的技術(shù)領(lǐng)地。
我國的太陽能電池研究雖比國外晚了20年,但這并不妨礙我國成為全球重要的太陽能電池生產(chǎn)國。2013年全球電池片生產(chǎn)規(guī)模保持上升勢頭,產(chǎn)量超過63GW(不含薄膜電池),產(chǎn)量達(dá)到40.3GW。與2012年相比,上升7.5%,多晶硅電池和單晶硅電池的比例約為3∶1。太陽能電池呈逐年上升發(fā)展態(tài)勢,但近幾年發(fā)展趨于平緩。從發(fā)展區(qū)域看,我國大陸以25.1GW的產(chǎn)量位居全球第一,產(chǎn)量約占全球總產(chǎn)量的63%。
我國對太陽能電池的研究開發(fā)工作高度重視,早在七五期間,非晶硅半導(dǎo)體的研究工作已經(jīng)列入國家重大課題;八五和九五期間,我國把研究開發(fā)的重點(diǎn)放在大面積太陽能電池等方面。2003年十月,國家發(fā)改委、科技部制定出未來5年太陽能資源開發(fā)計劃,發(fā)改委“光明工程”將籌資100億元用于推進(jìn)太陽能發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用,計劃到2015年全國太陽能發(fā)電系統(tǒng)總裝機(jī)容量達(dá)到300兆瓦。當(dāng)下,第三次工業(yè)革命的核心是新能源革命,高效太陽能電池技術(shù)作為提高太陽能利用率的關(guān)鍵,代表了先進(jìn)的技術(shù)發(fā)展方向,對我國光伏產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整和可持續(xù)發(fā)展具有重要影響,屬于當(dāng)前應(yīng)該發(fā)展的重大技術(shù)之一。例如,CIGS薄膜太陽能技術(shù)就已被列為了國家節(jié)能減碳的綠色環(huán)保型鼓勵型項目,成為國家重點(diǎn)扶持的項目之一。
太陽能光伏市場應(yīng)用越發(fā)寬領(lǐng)域、多樣化,適應(yīng)各種需求的光伏產(chǎn)品也不斷問世,除了大型并網(wǎng)光伏電站外,與建筑相結(jié)合的光伏發(fā)電系統(tǒng)、小型光伏系統(tǒng)、離網(wǎng)光伏系統(tǒng)等也快速興起。太陽能電池及光伏系統(tǒng)的成本持續(xù)下降并逼近常規(guī)發(fā)電成本,仍是光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主題,而太陽能電池也將繼續(xù)走在高效率、低成本的道路上。
我們熟知的晶硅電池分為單晶和多晶,差別在于所用硅片。單晶硅片由多晶硅原料經(jīng)拉晶爐拉成單晶棒后再切片制成,多晶硅片是由多晶硅料經(jīng)鑄錠爐鑄成多晶硅錠后再切片制成。不過,目前光伏市場上占優(yōu)勢的還是多晶硅電池。
太陽能電池的基本構(gòu)造是運(yùn)用P型與N型半導(dǎo)體接合而成的。對其而言,最重要的參數(shù)是光電轉(zhuǎn)換效率。在單晶電池中,目前所研發(fā)的N型單晶電池的產(chǎn)業(yè)化水平大概在21%-24%左右,P型單晶電池的國內(nèi)產(chǎn)業(yè)化水平在18.7%-19.2%左右,海外在19.2%-20%左右。多晶電池的產(chǎn)業(yè)化水平則在17%-17.5%左右。下面是太陽能光伏網(wǎng)分別從N型單晶電池、P型單晶電池、多晶電池三類比較,列出的經(jīng)過認(rèn)證的技術(shù)前沿代表。
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