本人要写一篇论文，关于太阳能光伏的，有谁能提供一些资料，将万分感谢~！！

太阳能光伏发电系统是利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。独立运行的光伏发电系统需要有蓄电池作为储能装置，主要用于无电网的边远地区和人口分散地区，整个系统造价很高；在有公共电网的地区，光伏发电系统与电网连接并网运行，省去蓄电池，不仅可以大幅度降低造价，而且具有更高的发电效率和更好的环保性能。

太阳电池是一对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。它们的发电原理基本相同，现以晶体为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成P－N结。　当光线照射太阳电池 太阳能光伏发电系统示例

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P-N结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的的实质是：光子能量转换成电能的过程。

　自从1954年第一块实用光伏电池问世以来，太阳光伏发电取得了长足的进步。但比计算机和光纤通讯的发展要慢得多。其原因可能是人们对信息的追求特别强烈，而常规能源还能满足人类对能源的需求。1973年的石油危机和90年代的环境污染问题大大促进了太阳光伏发电的发展。其发展过程简列如下： 1839年 法国科学家贝克勒尔发现“光生伏特效应”，即“光伏效应”。 1876年 亚当斯等在金属和硒片上发现固态光伏效应。 1883年 制成第一个“硒光电池”，用作敏感器件。 1930年 肖特基提出Cu2O势垒的“光伏效应”理论。同年，朗格首 并网型光伏发电系统设备防雷示意图

次提 出用“光伏效应”制造“太阳电池”，使太阳能变成电能。 1931年 布鲁诺将铜化合物和硒银电极浸入电解液，在阳光下启动了一个电动机。 1932年 奥杜博特和斯托拉制成第一块“硫化镉”太阳电池。 1941年 奥尔在硅上发现光伏效应。 1954年 恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室，首次制成了实用的单晶太阳电池，效率为6%。同年，韦克尔首次发现了砷化镓有光伏效应，并在玻璃上沉积硫化镉薄膜，制成了第一块薄膜太阳电池。 1955年 吉尼和罗非斯基进行材料的光电转换效率优化设计。同年，第一个光电航标灯问世。美国RCA研究砷化镓太阳电池。 1957年 硅太阳电池效率达8%。 1958年 太阳电池首次在空间应用，装备美国先锋1号卫星电源。 1959年 第一个多晶硅太阳电池问世，效率达5%。 1960年 硅太阳电池首次实现并网运行。 1962年 砷化镓太阳电池光电转换效率达13%。 1969年 薄膜硫化镉太阳电池效率达8%。 1972年 罗非斯基研制出紫光电池，效率达16%。 1972年 美国宇航公司背场电池问世。 1973年 砷化镓太阳电池效率达15%。 1974年 COMSAT研究所提出无反射绒面电池，硅太阳电池效率达18%。 1975年 非晶硅太阳电池问世。同年，带硅电池效率达6%~%。 1976年 多晶硅太阳电池效率达10%。 1978年 美国建成100kWp太阳地面光伏电站。 1980年 单晶硅太阳电池效率达20%，砷化镓电池达22.5%，多晶硅电池达14.5%，硫化镉电池达9.15%。 1983年 美国建成1MWp光伏电站；冶金硅（外延）电池效率达11.8%。 1986年 美国建成6.5MWp光伏电站。 1990年 德国提出“2000个光伏屋顶计划”，每个家庭的屋顶装3~5kWp光伏电池。 1995年 高效聚光砷化镓太阳电池效率达32%。 1997年 美国提出“克林顿总统百万太阳能屋顶计划”，在2010年以前为100万户，每户安装3~5kWp。光伏电池。有太阳时光伏屋顶向电网供电，电表反转；无太阳时电网向家庭供电，电表正转。家庭只需交“净电费”。 1997年 日本“新阳光计划”提出到2010年生产43亿Wp光伏电池。 1997年 欧洲联盟计划到2010年生产37亿Wp光伏电池。 1998年 单晶硅光伏电池效率达25%。荷兰政府提出“荷兰百万个太阳光伏屋顶计划”，到2020年完成。

提升发电能力，降低煤炭发电量导致的空气污染及其资源消耗。2022年，在我国光伏市场即将迎来较大幅的上升，余个大城市组装光伏发电设备。与此同时，实际的增长率已发布，具体数值为24%。如此一来，光伏市场的改变推动储能设备和技术发展，因此提升中国的太阳能发电生产量。据了解，32789亿千瓦足够表明中国光伏市场的将来。

伴随着迅速上升的市场占有率，太阳能发电将产生更为显著的几大益处。有益于维持自然环境，慢慢降低网络资源使用量。

在我们在家中烧柴煮饭时，大部分都是发生排气管冒黑烟或灰烟。如此一来，自然环境受影响，各大城镇逐渐为住户营销推广长焰煤炉。合理降低空气中的粉尘环境污染，保证生物的多样性。太阳能发电被普遍用以销售市场时，此类方法可以造成适度的用电量，填补销售市场缺口，驱使诸多煤炭发电站降低发电能力。如此一来，便能够具有保护环境的实际效果。

在我国对煤炭的需要量挺高，一是由于住户用煤炭。二是由于煤炭与一部分工业化生产相关，特别是煤炭发电量。但是，过多进口的和取决于煤炭，有也许引起资源消耗风潮。于是乎，拉闸限电计划方案问世。他们只有迫不得已降低生产能力，以保证电力能源合理降低使用量。自打在我国发生光伏发电设备后，一切都变了。光伏发电量稳步增长，煤炭发电企业碰到的工作压力更变小，响应国家号召，节能降耗。

总的来说，尽管很多农村百姓并不是可以接纳自己家屋顶上安装光伏机器设备，可是太阳能发电已成为了全部市扬的发展趋向。太阳能发电不仅只有一个益处，还伴随环境保护等优点。

自从1954年第一块实用光伏电池问世以来，太阳光伏发电取得了长足的进步。但比计算机和光纤通讯的发展要慢得多。其原因可能是人们对信息的追求特别强烈，而常规能源还能满足人类对能源的需求。1973年的石油危机和90年代的环境污染问题大大促进了太阳光伏发电的发展。其发展过程简列如下：

1839年 法国科学家贝克勒尔发现“光生伏特效应”，即“光伏效应”。

1876年 亚当斯等在金属和硒片上发现固态光伏效应。

1883年 制成第一个“硒光电池”，用作敏感器件。

1930年 肖特基提出Cu2O势垒的“光伏效应”理论。同年，朗格首次提 出用“光伏效应”制造“太阳电池”，使太阳能变成电能。

1931年 布鲁诺将铜化合物和硒银电极浸入电解液，在阳光下启动了一个电动机。

1932年 奥杜博特和斯托拉制成第一块“硫化镉”太阳电池。

1941年 奥尔在硅上发现光伏效应。

1954年 恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室，首次制成了实用的单晶太阳电池，效率为6%。同年，韦克尔首次发现了砷化镓有光伏效应，并在玻璃上沉积硫化镉薄膜，制成了第一块薄膜太阳电池。

1955年 吉尼和罗非斯基进行材料的光电转换效率优化设计。同年，第一个光电航标灯问世。美国RCA研究砷化镓太阳电池。

1957年 硅太阳电池效率达8%。

1958年 太阳电池首次在空间应用，装备美国先锋1号卫星电源。

1959年 第一个多晶硅太阳电池问世，效率达5%。

1960年 硅太阳电池首次实现并网运行。

1962年 砷化镓太阳电池光电转换效率达13%。

1969年 薄膜硫化镉太阳电池效率达8%。

1972年 罗非斯基研制出紫光电池，效率达16%。

1972年 美国宇航公司背场电池问世。

1973年 砷化镓太阳电池效率达15%。

1974年 COMSAT研究所提出无反射绒面电池，硅太阳电池效率达18%。

1975年 非晶硅太阳电池问世。同年，带硅电池效率达6%~%。

1976年 多晶硅太阳电池效率达10%。

1978年 美国建成100kWp太阳地面光伏电站。

1980年 单晶硅太阳电池效率达20%，砷化镓电池达22.5%，多晶硅电池达14.5%，硫化镉电池达9.15%。

1983年 美国建成1MWp光伏电站；冶金硅（外延）电池效率达11.8%。

1986年 美国建成6.5MWp光伏电站。

1990年 德国提出“2000个光伏屋顶计划”，每个家庭的屋顶装3~5kWp光伏电池。

1995年 高效聚光砷化镓太阳电池效率达32%。

1997年 美国提出“克林顿总统百万太阳能屋顶计划”，在2010年以前为100万户，每户安装3~5kWp。光伏电池。有太阳时光伏屋顶向电网供电，电表反转；无太阳时电网向家庭供电，电表正转。家庭只需交“净电费”。

1997年 日本“新阳光计划”提出到2010年生产43亿Wp光伏电池。

1997年 欧洲联盟计划到2010年生产37亿Wp光伏电池。

1998年 单晶硅光伏电池效率达25%。荷兰政府提出“荷兰百万个太阳光伏屋顶计划”，到2020年完成。

更多信息 参考 光电新闻网

先说世界太阳能光伏发展历程吧：

1839年 法国科学家贝克莱尔发现“光生伏打效应”，即“光伏效应”。

1876年 亚当斯在金属和硒片上发现固态光伏效应。

1883年 制成第一个“硒光电池”，用作敏感器件。

1930年 肖特基提出“光伏效应”理论。

1930年 朗格首次提出用“光伏效应”制造“太阳电池”，使太阳能变成电能。

1931年 布鲁诺将铜化合物和硒银电极浸入电解液，在阳光下启动了一个电动机。

1932年 奥杜博特和斯托拉制成第一块“硫化镉”太阳电池。

1941年 奥尔在硅上发现光伏效应。

1950年 前苏联设计完成一个塔式太阳能发电站，用装在轨道上可移动的定日镜跟踪

太阳，设计功率为2.5×106千瓦。

1952年 法国国家科学研究中心在比利牛斯山东部建造了一座50千瓦的太阳炉。

1954年 恰宾和皮尔松在美贝尔实验室，首次制成实用的单晶太阳电池，效率为6%。

1954年 韦克尔首次发现了砷化镓具有光伏效应，并在玻璃上沉积硫化镉薄膜，制成

了第一块薄膜太阳电池。

1955年 吉尼和罗非斯基进行材料的光电转换效率优化设计。

1955年 第一个光电航标灯问世。美国RCA研究砷化镓太阳电池。

1957年 硅太阳电池效率达8%。

1958年 太阳电池首次在空间应用，装备美国先锋1号卫星电源。

1959年 第一个多晶硅太阳电池问世，效率达5%。

1960年 硅太阳电池首次实现并网运行。

1962年 砷化镓太阳电池光电转换效率达13%。

65~68意大利先后建立了三套塔式太阳能试验装置。

1969年 薄膜硫化镉太阳电池效率达8%。

1972年 罗非斯基研制出紫光电池，效率达16%。

1972年 美国宇航公司背场电池问世。

1973年 砷化镓太阳电池效率达15%。

1973年 美国制定了政府的阳光发电计划，太阳能研究经费大幅度增长，成立太阳能

开发银行，促进太阳能产品的商业化。

1974年 日本政府制定了阳光计划。世界上出现的开发利用太阳能热潮。

1974年 COMSAT研究所提出无反射绒面电池，硅太阳电池效率达18%。

1975年 非晶硅太阳电池问世，带硅电池效率达6%。

1976年 多晶硅太阳电池效率达10%。

1976年 美国航空航天局 (NASA) 刘易斯研究中心开始在全球安装了 83 套光伏电力

系统，为疫苗冷藏、室内照明、诊所照明、通讯、水泵、粮食加工和教室电

视提供电力。

1977年 全球光伏电力产量超过 500 千瓦。

1978年 美国建成100kWp太阳地面光伏电站。

1980年 单晶硅太阳电池效率达20%，砷化镓电池达22.5%，多晶硅电池达14.5%，硫化

镉电池达9.15%。

1982年 德国大众汽车开始测试安装在 Dasher 旅行车车顶的光伏阵列，该阵列可产

生 160 瓦电力用于汽车点火。

1983年 美国建成1MWp光伏电站；冶金硅电池效率达11.8%。

1983年 全球光伏电力产量超过 21.3 兆瓦。

1985年 新南威尔士大学突破了硅太阳能电池在单一太阳条件下转换率（无法达到）

20% 的障碍。

1986年 美国建成6.5MWp光伏电站。

1990年 德国提出“2000个光伏屋顶计划”，每个家庭的屋顶装3～5kWp光伏电池。

1992年 第一套使用先进延展膜聚光器的 7.5 千瓦原型碟形系统投入使用。

1992年 联合国在巴西召开了世界环境与发展大会，会议通过了《里约热内卢环境与

发展宣言》，《21世纪议程》和《联合国气候变化框架公约》等一系列重要

文件。这次会议以后，世界各国加强了清洁能源技术的开发，将利用太阳能

与环境保护结合在一起。

1994年 第一套使用自由活塞斯特灵引擎（free-piston Stirling engine）的碟形太

阳能发电系统与已有电网并网。

1995年 高效聚光砷化镓太阳电池效率达32%。

1996年 世界上最先进的、使用了 3000 片超高效太阳能电池的太阳能电力飞机——

ICare 号飞越德国。

1996年 联合国在津巴布韦召开世界太阳能高峰会议，发表了《哈拉雷太阳能与持续

发展宣言》，会议上讨论了《世界太阳能10年行动计划》（1996-2005），

《国际太阳能公约》，《世界太阳能战略规划》等重要文件，这次会议进一步

表明了联合国和世界各国对开发太阳能的坚定决心，要求全球共同行动，广

泛利用太阳能。

1997年 美国提出“克林顿总统百万太阳能屋顶计划”，在2010年以前为100万户，每

户安装3～5kWp光伏电池。有太阳时光伏屋顶向电网供电，电表反转；无太阳

时电网向家庭供电，电表正转。家庭只需交“净电费”。

1997年 日本“新阳光计划”提出到2010年生产43亿Wp光伏电池。

1997年 欧洲联盟计划到2010年生产37亿Wp光伏电池。

1998年 单晶硅光伏电池效率达25%。

1998年 荷兰政府提出“荷兰百万个太阳光伏屋顶计划”，到2020年完成。

1999年 全球光伏电力产量超过 200 兆瓦。

2000年 宇航员在国际空间站上安装太阳能电池组件，构成了太空中最大的太阳能电

力阵列。

2002年 日本在全国安装了 2.5 万套屋顶太阳能发电系统。

2003年 全球每年在太阳能和风电领域的投资超过 200 亿美元。

2006年 世界光伏电力产量超过 2500 兆瓦。 再说世界风电的发展和概况

自20世纪70年代初第一次世界石油危机以来，能源日趋紧张，各国相继制定法律，以促进利用可再生能源来代替高污染的能源。从世界各国可再生能源的利用与发展趋势看，风能、太阳能和生物质能发展速度最快，产业前景也最好。

风力发电在可再生能源发电技术中成本最接近于常规能源，因而成为产业化发展最快的清洁能源技术。

进入21世纪，全球可再生能源不断发展，其中风能始终保持最快的增长态势，并成为继石油燃料、化工燃料之后的核心能源，目前世界风能发电厂以每年32％的增长速度在发展，截止2006年底，全球风力发电机容量达7422.1万千瓦。由此可见，风电正在以超出预期的发展速度不断增长。

如今在全球的风能发展中，欧洲风能发电的发展速度很快。欧洲风能利用协会将在欧洲的近海岸地区进行风能的开发利用，希望在2020年风能发电能够满足欧洲居民的全部用电需求。

在欧洲，德国的风电发展处于领先地位，其中风电设备制造业已经取代汽车制造业和造船业。

光是在2002年就安装了3,200MW（相当于3座核电厂）。截至2005年年底，风力发电占德国用电需求的6.5％。在近期德国制定的风电发展长远规划中指出，到2025年风电要实现占电力总用量的25%，到2050年实现占总用量的50%的目标。

另外丹麦的风能发电已经可以满足18%的用电需求，风力发电产能占全国用电量的21％；法国也在制定风能发电的长远发展规划。

同时亚洲的风电也保持较快的发展势头。其中印度政府积极推动风能的发展，鼓励大型企业进行投资发展风电，并实施优惠政策激励风能制造基地，目前印度已经成为世界第5大风电生产国。

太阳能电池的结构工作原理和制造技术

近几年来，受世界太阳能电池发展“热潮”的影响，我国太阳能电池产业发展空前高涨，本文收集了太阳能电池的一些有关技术，以供读者参考。

（一）太阳能电池的发展历史：

太阳能电池是产生光生伏打效应（简称光伏效应）的半导体器件。因此，太阳能电池又称为光伏电池，太阳能电池产业又称为光伏产业。

1954年世界第一块实用化太阳能电池在美国贝尔实验室问世，幷首先应用于空间技术。当时太阳能电池的转换效率为8％。1973年世界爆发石油危机，从此之后，人们普遍对于太阳能电池关注，近10几年来，随着世界能源短缺和环境污染等问题日趋严重，太阳能电池的清洁性、安全性、长寿命，免维护以及资源可再生性等优点更加显现。一些发达国家制定了一系列鼓舞光伏发电的优惠政策，幷实施庞大的光伏工程计划，为太阳能电池产业创造了良好的发展机遇和巨大的市场空间，太阳能电池产业进入了高速发展时期，幷带动了上游多晶硅材料业和下游太阳能电池设备业的发展。在1997－2006年的10年中，世界光伏产业扩大了20倍，今后10年世界光伏产业仍以每年30％以上的增长速度发展。

世界太阳能电池的发展历史如表1所示：

表1 世界太阳能电池发展的主要节点

年份 重要节点

1954 美国贝尔实验室发明单晶硅太阳能电池，效率为6％

1955 第一个光伏航标灯问世，美国RCA发明Ga As太阳能电池

1958 太阳能电池首次装备于美国先锋1号卫星，转换效率为8％。

1959 第一个单晶硅太阳能电池问世。

1960 太阳能电池首次实现并网运行。

1974 突破反射绒面技术，硅太阳能电池效率达到18％。

1975 非晶硅及带硅太阳能电池问世

1978 美国建成100KW光伏电站

1980 单晶硅太阳能电池效率达到20％，多晶硅为14.5％，Ga As为22.5％

1986 美国建成6.5KW光伏电站

1990 德国提出“2000光伏屋顶计划”

1995 高效聚光Ga As太阳能电池问世，效率达32％。

1997 美国提出“克林顿总统百万太阳能屋顶计划

日本提出“新阳光计划”

1998 单晶硅太阳能电池效率达到24.7％，荷兰提出“百万光伏屋顶计划”

2000 世界太阳能电池总产量达287MW，欧洲计划2010年生产60亿瓦光伏电池。

（二）、太阳能电池的种类

（三）、硅太阳能电池的结构及工作原理

硅太阳能电池的外形及基本结构如图1。基本材料为P型单晶硅，厚度为0.3—0.5mm左右。上表面为N+型区，构成一个PN＋结。顶区表面有栅状金属电极，硅片背面为金属底电极。上下电极分别与N＋区和P区形成欧姆接触，整个上表面还均匀覆盖着减反射膜。

当入发射光照在电池表面时，光子穿过减反射膜进入硅中，能量大于硅禁带宽度的光子在N+区，PN＋结空间电荷区和P区中激发出光生电子——空穴对。各区中的光生载流子如果在复合前能越过耗尽区，就对发光电压作出贡献。光生电子留于N＋区，光生空穴留于P区，在PN＋结的两侧形成正负电荷的积累，产生光生电压，此为光生伏打效应。当光伏电池两端接一负载后，光电池就从P区经负载流至N＋区，负载中就有功率输出。

太阳能电池各区对不同波长光的敏感型是不同的。靠近顶区湿产生阳光电流对短波长的紫光（或紫外光）敏感，约占总光源电流的5－10％（随N＋区厚度而变），PN＋结空间电荷的光生电流对可见光敏感，约占5 ％左右。电池基体区域产生的光电流对红外光敏感，占80－90％，是光生电流的主要组成部分。

（四）、太阳能电池的制造技术

晶体硅太阳能电池的制造工艺流程如图2。提高太阳能电池的转换效率和降低成本是太阳能电池技术发展的主流。

1、 具体的制造工艺技术说明如下：

（1） 切片：采用多线切割，将硅棒切割成正方形的硅片。

（2） 清洗：用常规的硅片清洗方法清洗，然后用酸（或碱）溶液将硅片表面切割损伤层除去30－50um。

（3） 制备绒面：用碱溶液对硅片进行各向异性腐蚀在硅片表面制备绒面。

（4） 磷扩散：采用涂布源（或液态源，或固态氮化磷片状源）进行扩散，制成PN＋结，结深一般为0.3－0.5um。

（5） 周边刻蚀：扩散时在硅片周边表面形成的扩散层，会使电池上下电极短路，用掩蔽湿法腐蚀或等离子干法腐蚀去除周边扩散层。

（6） 去除背面PN＋结。常用湿法腐蚀或磨片法除去背面PN＋结。

（7） 制作上下电极：用真空蒸镀、化学镀镍或铝浆印刷烧结等工艺。先制作下电极，然后制作上电极。铝浆印刷是大量采用的工艺方法。

（8） 制作减反射膜：为了减少入反射损失，要在硅片表面上覆盖一层减反射膜。制作减反射膜的材料有MgF2 ，SiO2 ，Al2O3 ，SiO ，Si3N4 ，TiO2 ，Ta2O5等。工艺方法可用真空镀膜法、离子镀膜法，溅射法、印刷法、PECVD法或喷涂法等。

（9） 烧结：将电池芯片烧结于镍或铜的底板上。

（10）测试分档：按规定参数规范，测试分类。

由此可见，太阳能电池芯片的制造采用的工艺方法与半导体器件基本相同，生产的工艺设备也基本相同，但工艺加工精度远低于集成电路芯片的制造要求，这为太阳能电池的规模生产提供了有利条件。

（五）、太阳能电池的芯片尺寸：

规模化生产太阳能电池的芯片尺寸分别为（103×103）mm2、（125×125）mm2、（156×156） mm2和（210×210）mm2的方片。目前的主流仍是（156×156）mm2，2007年将过渡到（210×210）mm2为主流芯片。最近德国已推出了代表国际最先进的（210×210）mm2硅片全自动生产设备。

芯片的厚度也愈来愈薄，从→300→ 270→ 240 →210 →180 um，目前晶体硅片主要使用厚度为210—240um。

（六）、太阳能电池的芯片材料及转换效率：

1、 晶体硅（单晶硅和多晶硅）太阳能电池：

2004年晶体硅太阳能电池占总量的84.6 ％，生产技术成熟，是光伏产业的主导产品。在光伏产业中占据着统治地位。

对于高效单晶硅太阳能电池，国际公认澳大利亚新南威尔士大学达到了最高转换效率为24.7％，目前世界技术先进产品转换效率为19－20 ％。对于多晶硅太阳能电池澳大利亚新南威尔士大学多晶硅电池效率已突破19.8％，技术先进产品的效率为15－18 ％。

2、 非晶体硅太阳能电池：

α－Si（非晶硅）太阳能电池一般采用高频辉光使硅烷分解沉积而成。由于分解温度低（250－500 0C），可在薄玻璃、陶瓷、不锈钢和塑料底片上沉积1um厚的薄膜，且易于大面积化。非晶硅太阳能电池多数采用PIN结构，有时还制成多层叠层式结构。

非晶硅太阳能电池大量生产的大面积产品的转换效率为10－12 ％，小面积产品转换效率已提高到14.6％，叠层结构电池的最高效率为21 ％。

3、 砷化镓（GaAs）太阳能电池：

GaAs太阳能电池多数采用液相外延法或MOCVD技术制备，GaAs太阳能电池的效率可高达29.5％，一般在19.5％左右。产品具有耐高温和抗辐射特点，但生产成本较高，产量受限，主要用作空间电源。以硅片为衬底，拥MOCVD方法制造GaAs /Si异质结太阳能电池是降低成本很有希望的方法，最高效率23.3 ％，GaAs 叠层结构的太阳能电池效率接近40 ％。

4、 其他化合物半导体太阳能电池：

这方面主要有CIS （铜铟硒）薄膜、CdTe (碲化镉)薄膜和InP(磷化铟) 太阳能电池等。这些太阳能电池的结构与非晶硅电池相似。但CIS薄膜一般厚度为2－3um，已达到的转换效率为17.7 ％。CdTe薄膜很适合于制作太阳能电池。其理论转换效率达30 ％，目前国际先进水平转换效率为15.8 ％，多用于空间方面。2004年世界各种太阳能电池产量的种类分布如表2

表2 2004年世界各种太阳能电池产量的种类分布

序号 太阳能电池种类 总产量（MW） 百分比（ ％ ）

1 单晶硅平板电池 314.4 28.6

2 多晶硅平板电池 669.2 56.0

3 非晶硅（室内室外） 47.1 3.9

4 带硅电池 41..0 3.4

5 CdTea（碲化镉）电池 13.0 1.1

6 CIS (铜铟硒) 3.0 0.25

7 非晶硅/单晶硅电池 80.0 6.7

总量 1195.2 100

（七）、提高太阳能电池效率的特殊技术：

晶体硅太阳能电池的理论效率为25％（AMO1.0光谱条件下）。太阳能电池的理论效率与入射光能转变成电流之前的各种可能损耗的因素有关。其中，有些因素由太阳能电池的基本物理决定的，有些则与材料和工艺相关。从提高太阳能电池效率的原理上讲，应从以下几方面着手：

1、 减少太阳能电池薄膜光反射的损失

2、 降低PN结的正向电池（俗称太阳能电池暗电流）

3、 PN结的空间电荷区宽度减少，幷减少空间电荷区的复合中心。

4、 提高硅晶体中少数载流子寿命，即减少重金属杂质含量和其他可作为复合中心的杂质，晶体结构缺陷等。

5、 当采取太阳能电池硅晶体各区厚度和其他结构参数。

目前提高太阳能电池效率的主要措施如下，而各项措施的采用往往引导出相应的新的工艺技术。

（1） 选择长载流子寿命的高性能衬底硅晶体。

（2） 太阳能电池芯片表面制造绒面或倒金字塔多坑表面结构。电池芯片背面制作背面镜，以降低表面反射和构成良好的隔光机制。

（3） 合理设计发射结结构，以收集尽可能多的光生载流子。

（4） 采用高性能表面钝化膜，以降低表面复合速率。

（5） 采用深结结构，幷在金属接触处加强钝化。

（6） 合理的电极接触设计以达到低串联电阻等。

（八）、太阳能电池的产业链

（九）、上海太阳能电池产业概况：

上海对于光电转换器件的研究起步于1959年。当时在中科院技术物理研究所和上海科技大学等单位作为光电探测器件课题进行研究。上世纪八十年代，上海仪表局所属的上海半导体器件八厂等单位生产小功率的兰硅光电池在市场上销售。八十年代后期，受世界太阳能电池产业迅速发展的影响，上海开始建立专业的太阳能电池芯片生产企业和专业的研究机构。近10年多来，随着我国太阳能电池“热潮”的到来，制造太阳能电池组件的企业纷纷建立，而且随着单晶硅和多晶硅材料供应紧张，许多小型的硅单晶企业也蜂涌而至。从上世纪九十年代以来，上海的太阳能电池产业逐步形成规模。

目前，上海地区从事太阳能电池芯片、组件、硅材料和设备生产和技术研究的单位共20余个。

其中，太阳能电池芯片制造的主要企业有上海太阳能科技有限公司、上海泰阳公司等。2006年中芯国际（上海）公司Fab 10建成投产，利用8英寸硅单晶硅片制造太阳能电池芯片，开创了上海利用8英寸多晶硅片制造太阳能电池的新范例。目前，上海太阳能电池芯片的产量在30－40MW左右。上海太阳能电池组件的生产企业共有10个左右。主要企业仍有上海太阳能科技有限公司和上海泰阳公司（与上海交通大学合作）等。目前上海太阳能电池组件的产量为50－70 MW左右。由于太阳能电池组件生产技术及设备要求较为简单，因此，太阳能电池组件生产企业中，有多家为民营企业。由于国内太阳能电池芯片供应不足，这些企业往往采用进口芯片组装后绝大部分返销境外，仅少数投放国内市场。

近几年来，由于可提供太阳能电池芯片生产的硅单晶片和硅多晶硅片严重短缺，价格不断大幅度上升，例如2003年进口电子级多晶硅每公斤为22－25美元，而2006年进口同样多晶硅的价格上升200％至300％，有些经销商转手倒卖时，价格甚至抬高5至8倍。在这种情况下，许多中小型的硅单晶生产企业蜂涌而至。从上世纪九十年代以来，在上海及周边地区建立中小型太阳能电池硅单晶（或硅多晶）的生产企业达4至5个之多。上海通用硅有限公司和上海卡姆丹克公司（合资企业）是其中有代表性的企业。它们各具有许多直拉单晶炉，可以拉制5.5〃，6〃，6.5〃和8〃直径的硅单晶，形成了可供年产25——30MW太阳能电池芯片的市场。但是由于多晶硅原材料供应不足，这些企业拉制的硅单晶原材料只能供给生产20MW太阳能电池芯片所用。因此，硅材料缺乏已成为抑制上海（乃至全国）太阳能电池产业封装的瓶颈。因此，通过上海与外省市的合作发展多晶硅产业已是涉及到微电子产业和太阳能电池产业的战略问题。

（十）中芯国际（上海）的经验：

中芯国际（上海）为国内集成电路（或半导体器件）芯片制造企业开展太阳能电池芯片或组件生产走出了一条成功之路，从中芯国际（上海）Fab10投产的实践来看，证明了以下事实，即集成电路（或半导体器件）芯片制造企业太阳能电池芯片具有许多有利条件：

● 基本工艺相同；

● 废旧硅圆片可充分利用，有利于降低制造成本；

● 生产线设备基本上可用进口设备或国产设备节省投资；

● 太阳能电池芯片制造若延伸至组件制造，更有利于企业获得较好效益。

但由于集成电路（或半导体器件）芯片制造企业的可利用的单晶硅片数量有限，因此当太阳能电池芯片生产规模扩大时必须考虑其他晶体硅的来源

意大利太阳能产业发展的启示录

北极星太阳能光伏网 2011-9-7 9:41:38我要投稿

关键词: 太阳能光伏意大利

北极星太阳能光伏网讯:根据荷兰太阳能产业咨询公司SolarPlaza近日发布的一份报告，2010年，由于采取了各种合适的激励政策，意大利全国的太阳能装机量仅次于欧洲太阳能第一大国德国；而今年上半年，意大利的太阳能光伏" title="光伏新闻专题">光伏装机总量已经超过了德国的3倍。意大利跻身全球最大太阳能光伏市场的行列似已成定局。

产业发展迅速

就是在这样一个一路上升的太阳能大国，几年前，发展太阳能几乎还只是个“浪漫的概念”。

根据欧洲光伏工业协会和意大利国家电力局公布的统计数据，2008年，意大利太阳能光伏累计装机容量仅有711兆瓦。在欧洲几乎是人见人爱的太阳能产业，在意大利似乎并没有多少吸引力。然而，仅隔一年,到了2009年，意大利的太阳能产业高歌猛进，累计光伏装机容量超过了1142兆瓦；太阳能光伏发电量也随之从2008年的193吉瓦时猛增到673吉瓦时。另据SolarPlaza公司统计，截至2010年年底，意大利全国太阳能光伏装机总量达到约3.4吉瓦；而到了今年7月，这一数字又进一步上升到9吉瓦。这甚至已经完全打破了此前意大利制定的、到2020年实现光伏装机总量8吉瓦的太阳能发展目标。

相比周边邻国太阳能产业发展速度的减缓，意大利已经成为了欧洲最为炙手可热的太阳能市场，在饱受经济问题严重困扰的欧洲显得格外耀眼。但是，意大利政府并不满足于眼前的成绩，提出了太阳能发展的突破性目标，到2016年实现装机总量23吉瓦。上述成就使得远隔重洋的美国也对其刮目相看，派出了由电企主管组成的考察团，前来意大利“取经”。

“如今，可再生能源电力，特别是太阳能电力的数量正在增长。我们正在为发展寻找更为合理与系统的方法。”意大利公用事业巨头Enel公司可再生能源管理与能效部门负责人丹尼尔·阿戈斯蒂尼说。

政策助力成长

意大利太阳能产业迅猛发展，一方面受到了欧洲、乃至全球太阳能光伏发电市场发展的影响和促进；另一方面，得益于其自身在开发利用太阳能资源方面的先天优势；同时，也与其实施了一系列激励产业发展的政策密不可分。

意大利位于欧洲南部阳光充沛的亚平宁山脉和地中海地区，太阳能资源非常丰富，开发利用的潜力巨大；与欧洲中西部地区相比较，利用太阳能光伏发电的成本也相对较低。

另外，意大利是一个能源匮乏的国家，绝大部分能源依赖从国外进口。有数据显示，意大利本国石油和天然气的产量只能分别满足国内市场需求的4.5%和22%；而核能发电早在21年前就被全民公决否定了。因此，约85%的能源进口使得意大利的发电成本居高不下。能源危机的压力和低碳经济的需求，令意大利将目光投向以太阳能为代表的清洁能源领域。

2005年，意大利政府制定并公布了《能源鼓励基金》（ContoEnergia）计划，启动了全新的上网电价补贴政策。按照其设定的目标，到2006年底，意大利的光伏装机容量要达到50兆瓦。2007年，意大利政府对《能源鼓励基金》做了两次修订，不但调整了上网电价的补贴政策，取消了单个电站不能超过1兆瓦的规模上限，取消了每年85兆瓦的新增容量上限，还规定上网电价的补贴标准在2008年年底前不变。这次的修订使新版的《能源鼓励基金》比原来的更加完善，申请电价补贴的手续也更加简便。这一新的补贴政策带来了意大利光伏市场的真正起飞，使得意大利在2007年和2008年的光伏系统装机容量上出现了量的跨越，一举超过了300兆瓦。

今年6月，意大利又推出了《能源鼓励基金》的第四个修订版。其中增添了一些新的额外补贴，例如：位于堆填区和其他污染场所的光伏项目将给予5%的额外补贴；位于城镇人口在5000以下的小型电站将给予5%的额外补贴；用于替代石棉屋顶的安装项目将给予5欧分/千瓦时的补贴等。

在上述补贴政策强有力的拉动下，意大利不仅成为了仅次于德国的欧洲第二大太阳能光伏市场，同时还成为了全球最具活力、发展最快的太阳能光伏市场，吸引了全球许多大型太阳能企业的注意。据意大利社会研究与政策中心提供的数据显示，意大利太阳能光伏产业的总投资在2008年就已达到24亿欧元。

挑战不容忽视

不过，意大利太阳能产业短期内的大幅攀升，也并非一帆风顺，依然面临许多挑战。Enel公司可再生能源管理与能效部门负责人阿戈斯蒂尼就承认，如今的太阳能光伏发电已经是成几何级增长了，数量上如此巨大的变化，需要企业改变对运营管理模式。“一旦要开始鼓励装机达到23吉瓦，就意味着要有大量的成本投入，我们需要处理好这些费用问题。”他说。

除了企业，意大利政府也意识到，对一个增速过快的新兴产业也应实施严格的控制及管理。比如，在意大利南部的普利亚地区，地方当局就正为大型太阳能项目批准许可证而忙得不可开交。因为，此前为了简化程序，当地政府允许1兆瓦以下的小型项目可以在未获得地方当局明确许可之前开工，开发商只需简单说明项目意图，且如果在一定时间内没有反对意见就可开工。结果，许多相对大型的项目被人为拆分成了不到1兆瓦的小项目，纷纷开工。另外，产业快速膨胀还带来许多问题，如怎样确保质量、如何并网电力以及如何管理间歇性电力等。

对土地的利用和保护也成为关注的焦点。像意大利这样的国家，开放的地区较少，并且许多地区有重要的历史价值，开发起来格外引人担忧。“当《能源鼓励基金》第四版问世后，关于发展产业和保护环境的辩论久争不下。”阿戈斯蒂尼说。这场辩论的结果就是，意大利制定了更为宏伟的目标，但同时也规定了更为严格的审批程序。

另外，意大利的太阳能发电也面临着并网和配电的问题。参与美国南加州爱迪生太阳能光伏计划的罗素·哈丁是美国赴意大利考察团的成员，他指出，意大利在用太阳能为那些最为敏感的历史遗迹供电方面的能力毋庸置疑，他们甚至已经可以用小型屋顶太阳能装置为梵蒂冈城供电。但是，“他们仍需研究并网和配电的问题，”哈丁说，“电网究竟能接收多少电量，如何整合光伏技术、特别是变频技术到整体运行的系统中等一系列问题，都还没有确切的解决办法。”

Enel公司的阿戈斯蒂尼也承认，在太阳能电力并网方面，还有许多工作要做。“这是一个关键性的挑战。”阿戈斯蒂尼说，“一个项目可以在6个月内完成安装。但大多数网络的建设则需要5到6年，甚至更长的时间，还需要提高输电线路的输电能力。因为在意大利，大部分电力生产在南部，但需求却在北部。需要有系统的方法来解决这个问题。”

不过，国际太阳能电力协会市场情报副总裁鲍勃·吉布森却表示，发展一个产业，除了技术，态度也很重要。他称赞意大利发展太阳能产业的态度：“像Enel公司这样的意大利电力企业，在太阳能快速增长的过程中，能够积极地面对问题，解决问题。这也很重要。”

编后

据国际能源署（IEA）预计，未来50年内，太阳能将成为全球电力能源的主要来源，国际能源署分析师CedricPhilibert甚至表示，太阳能光伏发电站将在2060年满足全球主要用电需求。由此可见太阳能发电未来对人类的重要性。

诚然，如今，诸如太阳能、风能等清洁能源的广泛应用不仅解决了全球很大一部分能源供给问题，同时对于减少温室气体排放也是大有裨益。然而，大力发展这些清洁能源产业的同时，遇到的问题、面临的挑战也是多种多样的。意大利太阳能产业快速发展中的经验教训，无疑是全球其他正在发展这一产业的国家很好的借鉴。

2022年一季度，光伏行业最常听到的词是“淡季不淡”。

国家能源局发布的《2022年一季度光伏发电建设运行情况》显示，一季度全国光伏发电新增装机13.21 GW，同比增长近1.5倍。其中，地面电站新增4.34 GW，分布式光伏8.87 GW。

海外市场同样火热，疫情并未影响国内光伏组件出口增长势头。海关总署公布的数据显示，一季度国内光伏组件出口量达41.3 GW，同比增长109%。

据PV InfoLink统计图表，1-3月，中国单月组件出口均较去年同期有大幅提高，同比增长率分别为115%、125%和97%。

图片来源：PV InfoLink

组件是国内光伏行业最为主要的出口环节。一季度海外需求提升，也促使国内光伏组件龙头出货量及业绩上涨。

全球前六大光伏组件龙头均在中国，分别为隆基绿能（原隆基股份，601012.SH）、天合光能（688599.SH）、晶澳科技（002459.SZ）、晶科能源（688223.SH）、阿特斯（CSIQ.US）和东方日升（300118.SZ）。

数据来源：2021年各公司财报 制图：马悦然

这些海外市场火爆

据界面新闻统计，海外收入已成为这六大组件龙头的重要营收来源。除隆基绿能外，其他五家组件制造商去年海外收入均超过总营收的一半。阿特斯未披露具体数据，但从往年数据来看，其海外收入比重或继续超过80%；晶科能源海外营收比重达78%。

今年一季度，六大组件龙头的营收和净利均实现正向增长。其中，晶澳科技和东方日升净利幅度最大，分别同比提升378.27%和280.59%。

制图：马悦然

各组件商出货量排名在一季度发生较大变化，其中最亮眼的当属晶科能源。

该公司以单季8.03 GW的出货量，重返全球第一。至此，晶科能源全球累计出货量达100 GW，成为历史上首个达到此成就的光伏企业。

对于公司一季度排名逆袭，晶科能源副总裁钱晶对界面新闻表示，这主要因公司响应了超预期爆发的海外需求，在欧洲、南亚、拉美等市场及国内市场取得较高的出货份额。

今年一季度，欧洲市场约占晶科能源全球出货量的四分之一。去年，其欧洲市场占比不到20%。

与此同时，由于印度太阳能电池和组件基本关税政策（BCD）将在4月1日生效等因素，晶科能源一季度在印度市场的出货量出现爆发式增长，在印度的市场份额排名第一。

晶澳科技副总裁祝道诚也肯定了印度市场对晶澳科技的业绩贡献。

祝道诚对界面新闻表示，今年一季度，光伏市场打破了以往因天气寒冷造成的淡季规律。目前海外市场呈现印度和欧洲明显增长、亚太地区稳步增长的态势；在国内，分布式和户用系统则成为新的装机增长点。

据中国光伏协会的统计数据，去年国内光伏组件出口市场中，荷兰、巴西、印度市场份额增长明显，分别占组件出口额的24.3%、12.2%和10.3%。欧洲、亚洲和美洲，也因此成为中国组件三大主要出口市场。

2021年中国光伏产品出口数据 图片来源：中国光伏协会

今年一季度，欧洲继续延续高增长态势。随着俄乌两国爆发冲突，欧洲各国愈发重视自身能源独立性，加快转型新能源以摆脱对传统能源的依赖。例如德国，已宣布将100%可再生能源的目标提前至2035年，较原计划快了五年。

此外，拉美等市场需求也在增长。今年年1月，巴西颁布法律，引入分布式发电和净计量新规则，一定程度上利好光伏。

东方日升市场总监庄英宏对界面新闻表示，一季度该公司在巴西出口量最大，从巴西辐射至整个南美洲，成为主力市场。

与晶科、晶澳不同，东方日升更愿意追求欧美市场的更高利润，正在有意退出印度市场。庄英宏称，组件在印度市场的利润率较欧美地区低。

高增长背后的挑战

自2020年新冠疫情爆发以来，对社会各行各业造成巨大冲击，中国光伏行业也不例外。这主要集中体现在物流、供应链等问题上。

去年，国际集装箱海运市场运力供需失衡，海运多个环节价格高涨，这给组件公司带来成本压力。

钱晶表示，晶科能源采取的措施是，通过与头部船司签署协议，获取相较于市场更具竞争力的船约价格。

“预计二、三季度海运运费略有下降，但不会有太大改观。”祝道诚表示，晶澳科技一直在与客户做透明沟通，协调定舱，或与船公司签订长期锁定协议，尽可能降低成本。

据庄英宏介绍，东方日升在物流端的措施，主要集中在更改欧洲部分海航航线，以及锁定船只等。此外，也有部分产品利用了中国到欧洲的铁路，改用陆地运输。

今年以来，国内疫情多发，尤其3月以来，长三角整体陆路运力下降，影响各产品交付时效。

钱晶对此表示，晶科能源在疫情初期就进行了相应的生产物资储备，开展生产闭环管理，未曾发生停工情况。

在国内物流方面，晶科能源采用了多种运输线路，协调供应商和运输资源保障，并开展了车队自提等措施。

“疫情影响总体偏短期，且可控。”钱晶称。

晶澳科技则更多利用了其在国内不同地区设厂的优势。据祝道诚介绍，一季度疫情爆发，晶澳在江、浙、沪、皖四个省份的工厂，根据不同疫情条件开工、调配，遇到问题时积极与相关政府沟通，以最大努力降低影响。

自从1954年第一块实用太阳能电池板问世以来，太阳能发电技术取得了很大的进步。但相对来说，比计算机和光纤通讯的发展要慢得多。可能是人们对信息的追求过于强烈，而人们还不够重视新能源，传统的生化能源还能满足人们的需求，1973年的石油危机和90年代的环境污染问题大大促进了太阳能发电（光伏发电）的发展，逐渐太阳发电系统的各种设备也得到了长足的发展，应用于各种领域：地面大型的太阳能电站，道路工程的太阳能路灯，农业灌溉用的太阳能水泵等等。人们对太阳能电池板的需求逐步增加。

其发展过程简列如下：

1839年法国科学家贝克勒尔发现“光生伏特效应”，即“光伏效应”。1876年亚当斯等在金属和硒片上发现固态光伏效应。

1883年制成第一个“硒光电池”，用作敏感器件。

1930年肖特基提出Cu2O势垒的“光伏效应”理论。同年，朗格首次提出用“光伏效应”制造“太阳电池”，使太阳能变成电能。

1931年布鲁诺将铜化合物和硒银电极浸入电解液，在阳光下启动了一个电动机。

1932年奥杜博特和斯托拉制成第一块“硫化镉”太阳电池。

1941年奥尔在硅上发现光伏效应。

1954年恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室，首次制成了实用的单晶太阳电池，效率为6%。同年，韦克尔首次发现了砷化镓有光伏效应，并在玻璃上沉积硫化镉薄膜，制成了第一块薄膜太阳电池。

1955年吉尼和罗非斯基进行材料的光电转换效率优化设计。同年，第一个光电航标灯问世。美国RCA研究砷化镓太阳电池。

1957年硅太阳电池效率达8%。

1958年太阳电池首次在空间应用，装备美国先锋1号卫星电源。1959年第一个多晶硅太阳电池问世，效率达5%。

1960年硅太阳电池首次实现并网运行。

1962年砷化镓太阳电池光电转换效率达13%。

1969年薄膜硫化镉太阳电池效率达8%。

1972年罗非斯基研制出紫光电池，效率达16%。

1972年美国宇航公司背场电池问世。

1973年砷化镓太阳电池效率达15%。

1974年 COMSAT研究所提出无反射绒面电池，硅太阳电池效率达18%。

1975年非晶硅太阳电池问世。同年，带硅电池效率达6%。

1976年多晶硅太阳电池效率达10%。

1978年美国建成100kWp太阳地面光伏电站。

1980年单晶硅太阳电池效率达20%，砷化镓电池达22.5%，多晶硅电池达14.5%，硫化镉电池达9.15%。

1983年美国建成1MWp光伏电站；冶金硅（外延）电池效率达11.8%。1986年美国建成6.5MWp光伏电站。

1990年德国提出“2000个光伏屋顶计划”，每个家庭的屋顶装3~5kWp光伏电池。

1995年高效聚光砷化镓太阳电池效率达32%。

1997年美国提出“克林顿总统百万太阳能屋顶计划”，在2010年以前为100万户，每户安装3~5kWp。光伏电池。有太阳时光伏屋顶向电网供电，电表反转；无太阳时电网向家庭供电，电表正转。家庭只需交“净电费”。

1997年日本“新阳光计划”提出到2010年生产43亿Wp光伏电池。1997年欧洲联盟计划到2010年生产37亿Wp光伏电池。

1998年单晶硅光伏电池效率达25%。荷兰政府提出“荷兰百万个太阳光伏屋顶计划”，到2020年完成。

我们国家的太阳能光伏发电产业于20世纪70年代开始，90年代中期进入稳步发展水平。太阳能电池板产量逐年稳步增加，并远销到世界各地，在美国的倾销之前，中国太阳能电池板产量的85%出口到国外。经过多年的努力，目前迎来了快速发展的新阶段。在“金太阳”先导项目和“送电到乡”工程等国家项目及世界光伏市场的有力拉动下，我国光伏发电产业迅猛发展。