光伏材料

光伏材料材料分類

可做太陽電池材料的材料有單晶硅、多晶硅、非晶硅、GaAs、GaAlAs、InP、CdS、CdTe等。

光伏材料應(yīng)用分類

用于空間的有單晶硅、GaAs、InP。用于地面已批量生產(chǎn)的有單晶硅、多晶硅、非晶硅。其他尚處于開發(fā)階段。

致力于降低材料成本和提高轉(zhuǎn)換效率，使太陽電池的電力價格與火力發(fā)電的電力價格競爭，從而為更廣泛更大規(guī)模應(yīng)用創(chuàng)造條件 。

（1）單晶硅太陽能電池　單晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率為15%左右，最高的達到24%，這是所有種類的太陽能電池中光電轉(zhuǎn)換效率最高的，但制作成本很大，以致于它還不能被大量廣泛和普遍地使用。由于單晶硅一般采用鋼化玻璃以及防水樹脂進行封裝，因此其堅固耐用，使用壽命一般可達15年，最高可達25年。

（2）多晶硅太陽能電池 　多晶硅太陽電池的制作工藝與單晶硅太陽電池差不多，但是多晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率則要降低不少，其光電轉(zhuǎn)換效率約12%左右 。 從制作成本上來講，比單晶硅太陽能電池要便宜一些，材料制造簡便，節(jié)約電耗，總的生產(chǎn)成本較低，因此得到大量發(fā)展。此外，多晶硅太陽能電池的使用壽命也要比單晶硅太陽能電池短。從性能價格比來講，單晶硅太陽能電池還略好。

（3）非晶硅太陽能電池　非晶硅太陽電池是1976年出現(xiàn)的新型薄膜式太陽電池，它與單晶硅和多晶硅太陽電池的制作方法完全不同，工藝過程大大簡化，硅材料消耗很少，電耗更低，它的主要優(yōu)點是在弱光條件也能發(fā)電。但非晶硅太陽電池存在的主要問題是光電轉(zhuǎn)換效率偏低，國際先進水平為10%左右，且不夠穩(wěn)定，隨著時間的延長，其轉(zhuǎn)換效率衰減。

（4）多元化合物太陽能電池 　多元化合物太陽電池指不是用單一元素半導(dǎo)體材料制成的太陽電池。各國研究的品種繁多，大多數(shù)尚未工業(yè)化生產(chǎn)，主要有以下幾種：a) 硫化鎘太陽能電池b) 砷化鎵太陽能電池c) 銅銦硒太陽能電池(新型多元帶隙梯度Cu(In, Ga)Se2薄膜太陽能電池) 　Cu(In, Ga)Se2是一種性能優(yōu)良太陽光吸收材料，具有梯度能帶間隙（導(dǎo)帶與價帶之間的能級差）多元的半導(dǎo)體材料，可以擴大太陽能吸收光譜范圍，進而提高光電轉(zhuǎn)化效率。以它為基礎(chǔ)可以設(shè)計出光電轉(zhuǎn)換效率比硅薄膜太陽能電池明顯提高的薄膜太陽能電池?？梢赃_到的光電轉(zhuǎn)化率為18%，而且，此類薄膜太陽能電池，未發(fā)現(xiàn)有光輻射引致性能衰退效應(yīng)（SWE），其光電轉(zhuǎn)化效率比商用的薄膜太陽能電池板提高約50~75%，在薄膜太陽能電池中屬于世界的最高水平的光電轉(zhuǎn)化效率 。

光伏材料能產(chǎn)生電流是因為光生伏特效應(yīng)，即如果光線照射在太陽能電池上并且光在界面層被吸收，具有足夠能量的光子能夠在P型硅和N型硅中將電子從共價鍵中激發(fā)，以致產(chǎn)生電子－空穴對。界面層附近的電子和空穴在復(fù)合之前，將通過空間電荷的電場作用被相互分離。電子向帶正電的N區(qū)和空穴向帶負電的P區(qū)運動。通過界面層的電荷分離，將在P區(qū)和N區(qū)之間產(chǎn)生一個向外的可測試的電壓。此時可在硅片的兩邊加上電極并接入電壓表。對晶體硅太陽能電池來說，開路電壓的典型數(shù)值為0.5～0.6V。通過光照在界面層產(chǎn)生的電子－空穴對越多，電流越大。界面層吸收的光能越多，界面層即電池面積越大，在太陽能電池中形成的電流也越大。

光伏材料是指能將太陽能直接轉(zhuǎn)換成電能的材料。光伏材料又稱太陽電池材料，只有半導(dǎo)體材料具有這種功能?？勺鎏栯姵夭牧系牟牧嫌袉尉Ч?、多晶硅、非晶硅、GaAs、GaAlAs、InP、CdS、CdTe等。用于空間的有單晶硅、GaAs、InP。用于地面已批量生產(chǎn)的有單晶硅、多晶硅、非晶硅。其他尚處于開發(fā)階段。致力于降低材料成本和提高轉(zhuǎn)換效率，使太陽電池的電力價格與火力發(fā)電的電力價格競爭，從而為更廣泛更大規(guī)模應(yīng)用創(chuàng)造條件 。

“光伏發(fā)電”是將太陽光能直接轉(zhuǎn)換為電能的一種發(fā)電形式。1839年，法國科學(xué)家貝克勒爾(A．E．Becqure1)首先發(fā)現(xiàn)了“光生伏打效應(yīng)(Photovoltaic?Effect)”。然而，第一個實用單晶硅光伏電池(Solar?Cel1)直到一個多世紀后的1954年才在美國貝爾實驗室研制成功。20世紀70年代中后期開始，光伏電池技術(shù)不斷完善，成本不斷降低，帶動了光伏產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。PN結(jié)兩側(cè)因多數(shù)載流子(N?區(qū)中的電子和P區(qū)中的空穴)向?qū)Ψ降臄U散而形寬度很窄的空間電荷區(qū)w，建立自建電場Ei。它對兩邊多數(shù)載流子是勢壘，阻擋其繼續(xù)向?qū)Ψ綌U散；但它對兩邊的少數(shù)載流子(N?區(qū)中的空穴和P區(qū)中的電子)卻有牽引作用，能把它們迅速拉到對方區(qū)域。穩(wěn)定平衡時，少數(shù)載流子極少，難以構(gòu)成電流和輸出電能。但是，光伏電池受到太陽光子的沖擊，在光伏電池內(nèi)部產(chǎn)生大量處于非平衡狀態(tài)的電子一空穴對，其中的光生非平衡少數(shù)載流子(即N?區(qū)中的非平衡空穴和P區(qū)中的非平衡電子)可以被內(nèi)建電場Ei牽引到對方區(qū)域，然后在光伏電池中的PN結(jié)中產(chǎn)生光生電場EPV一當接通外電路時，即可流出電流，輸出電能。當把眾多這樣小的太陽能光伏電池單元通過串并聯(lián)的方式組合在一起，構(gòu)成光伏電池組件，便會在太陽能的作用下輸出功率足夠大的電能 。

光伏材料制備技術(shù)就業(yè)方向

光伏類企業(yè)：光伏材料制備、光伏產(chǎn)品設(shè)計、光伏產(chǎn)品生產(chǎn)、質(zhì)量檢驗。

光伏材料制備技術(shù)專業(yè)銜接

持續(xù)本科專業(yè)舉例：材料物理；新能源材料與器件。

光伏材料制備技術(shù)主要研究電子電工技術(shù)、PLC技術(shù)、單晶硅與多晶硅、光伏材料制備技術(shù)等方面的基本知識和技能，進行光伏材料及光伏組件的生產(chǎn)制備與質(zhì)量檢驗等。例如：晶體硅的制備、硅片的加工、晶硅太陽電池的生產(chǎn)制造等。常見的使用光伏材料的光伏產(chǎn)品有：太陽能電池、太陽能熱水器、太陽能電動車等。

企業(yè)榮譽

2019年9月20日，凱盛光伏材料有限公司榮獲“2019世界制造業(yè)大會創(chuàng)新產(chǎn)品金獎”。