光伏技术发展综述:技术创新引领光伏产业的发展

技术创新引领光伏产业的发展。自从1839年法国物理学家贝克勒尔发现了光伏效应,单晶硅太阳电池的实验室效率已经从20世纪50年代出的6%提高到目前的25.6%,CIGS和CdTe薄膜电池的效率也分别达到了21.7%和21.5%
摩尔光伏     2017-3-14 21:02:27

  太阳能资源丰富、分布广泛,是最具有发展潜力的可再生能源。随着全球能源短缺和环境污染等问题的日益突出,太阳能光伏发电因其清洁、安全、便利、高效等特点,已成为世界各国普遍关注的重点研究领域和大力发展的战略性新兴产业。近年来全球光伏产业以每年30%以上的速度迅猛增长,光伏发电累计安装量保持40%以上的年增长率,中国光伏产业是近年来发展最快、最有活力的可再生能源产业,取得了世人瞩目的成绩,已经成为全球最大的光伏组件制造和应用大国。在产业化技术水平、规模和全球市场占有率都建立了明显的竞争优势。
  技术创新引领光伏产业的发展。自从1839年法国物理学家贝克勒尔发现了光伏效应,单晶硅太阳电池的实验室效率已经从20世纪50年代出的6%提高到目前的25.6%,CIGS和CdTe薄膜电池的效率也分别达到了21.7%和21.5%,基于GaAs材料系的聚光四结太阳电池效率达到了46%,新型钙钛矿太阳电池的效率达到了20.1%。正是光伏技术的不断地进步,支撑了全球光伏产业的快速发展。
  在高效率低成本晶体硅电池研发和产业化方面中国走到了世界前列。我国光伏骨干企业都投入巨资开发高效率低成本晶体硅太阳电池技术,取得了丰硕成果。英利研发的“PANDA”技术、天合的“HONEYUltra”技术,晶澳的“PERCIUM”技术,阿特斯的“ELPS”技术,中电光伏的“QSAR”技术,尚德的“PLUTO”技术,航天机电的“HIGHWAYPlus”技术等高效率低成本大规模生产电池的效率都超过了20%,并具有优秀的市场表现。特别是天合光能通过HONEY技术实现了多晶硅太阳电池效率20.76%的世界纪录,这些技术代表了未来高效率低成本晶体硅太阳电池的发展方向。
  晶体硅光伏技术将继续向高效率低成本迈进。硅材料的提纯、晶体生长、硅片切割、高效率低成本太阳电池是晶体硅光伏技术的研究重点。流化床法多晶硅制备技术、连续单晶生长技术、直拉区熔(CFZ)单晶硅制备技术、准单晶制备技术、高效小晶粒铸造多晶硅技术、金钢线硅片切割技术等将使晶体硅光伏电池成本大幅降低;双面电池、N型硅电池、PERC和PERL电池、IBC和MWT等背接触电池、HIT异质结电池将助力太阳电池效率的提升;抗电势诱导衰减(PID)组件技术、双玻组件技术、新型组件封装技术、智能组件技术将使光伏组件的发电量提高、寿命延长和可靠性增加。
  研究更低成本高效率的硅基薄膜电池、CIGS薄膜电池、CdTe薄膜电池新工艺及抗组件衰减技术是薄膜电池大规模产业化的研究重点。能有效分配太阳光谱的硅基三结叠层薄膜电池有助于提高薄膜电池的效率,低温柔性CIGS太阳能电池、无镉工艺的CIGS电池、新型硫化镉的复合窗口层的CdTe电池、材料便宜的铜锌锡硫(CZTS)薄膜太阳电池将能降低薄膜电池的制造成本以及扩展薄膜电池的应用领域。
  基于GaAs系的聚光多结太阳电池可充分利用太阳光谱,成为实现高效率太阳电池的有效途径。通过倒装生长多结电池技术来获得更多的子电池吸收太阳光谱能量,进一步降低热损耗,实现全光谱吸收有望进一步突破46%效率纪录。
  新型钙钛矿太阳电池效率提升很快。研究在水、光及热条件下的稳定性及在在低成本下制备高稳定效率的组件是该类电池重点研究方向。同时,发展钙钛矿太阳电池测试方法和手段,小规模产业化中试也是未来产业化研究的重点内容。

 

 

 




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