非晶硅太阳能电池的设计
摘 要： 本设计研究了单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池的工作原理和发展前景及它们的优缺点着重介绍了非晶硅薄膜太阳能电池的叠层技术以及它在光伏系统中的应用，同时分析了制造工艺简单、成本低、发电量高、售价低等优点的原因。
关键词：太阳能电池；非晶硅；制造工艺
1引言
随着全球能源形式日趋紧张，太阳能作为一种可持续的绿色能源越来越受到人们的关注。如今，人类赖以生存的化石能源在日益减少，而且随之带来的环境问题也让我们担忧，另外核能源的开发和使用中也存在着诸多安全隐患。在这样的形式下，作为太阳能开发的重要途径——太阳能电池已逐渐成为科学工作者们的新宠，而作为一种高效的绿色能源，慢慢的走入普通人的生活。
1976年卡尔松和路昂斯基报告了无定形硅（简称a-Si）薄膜太阳电池的诞生。当时、面积样品的光电转换效率为2.4％。时隔20多年，a-Si太阳电池现在已发展成为最实用廉价的太阳电池品种之一。非晶硅科技已转化为一个大规模的产业，世界上总组件生产能力每年在50MW以上，组件及相关产品销售额在10亿美元以上。应用范围小到手表、计算器电源大到10Mw级的独立电站。涉及诸多品种的电子消费品、照明和家用电源、农牧业抽水、广播通讯台站电源及中小型联网电站等。a-Si太阳电池成了光伏能源中的一支生力军，对整个洁净可再生能源发展起了巨大的推动作用。非晶硅太阳电他的诞生、发展过程是生动、复杂和曲折的，全面总结其中的经验教训对于进一步推动薄膜非晶硅太阳电池领域的科技进步和相关高新技术产业的发展有着重要意义。况且，由于从非晶硅材料及其太阳电池研究到有关新兴产业的发展是科学技术转化为生产力的典型事例，其中的规律性对其它新兴科技领域和相关产业的发展也会有有益的启示。本文将追述非晶硅太阳电他的诞生、发展过程，简要评述其中的关键之点，指出进一步发展的方向。
开发太阳能电池的两个关键问题就是：提高转换效率和降低成本。由于非晶硅薄膜太阳能电池的成本低，便于大规模生产，普遍受到人们的重视并得到迅速发展，其实早在70年代初，Carlson 等就已经开始了对非晶硅电池的研制工作，近几年它的研制工作得到了迅速发展，目前世界上已有许多家公司在生产该种电池产品。非晶硅太阳能电池的诞生、发展过程是生动、复杂和曲折的，全面总结其中的经验教训对于进一步推动非晶硅太阳能电池领域的科技进步和相关高新技术产业的发展有着重要意义。而且，由于从非晶硅材料及太阳能电池研究到新兴产业的发展有着重要。
2 太阳能电池概述
2.1 太阳能电池原理
太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应把光能转化成电能的装置。太阳能电池以光电效应工作的结晶体太阳能电池和薄膜式太阳能电池为主流，而以光化学效应工作的湿式太阳能电池则还处于萌芽阶段。太阳能电池工作原理的基础是半导体 PN 结的光生伏特效应。所谓光生伏特效应就是当物体受到光照时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。为了理解太阳能电池的运做，我们需要考虑材料的属性并且同时考虑太阳光的属性。太阳能电池包括两种类型材料，通常意义上的 P 型硅和N型硅。在纯净的硅晶体中，自由电子和空穴的数目是相等的。如果在硅晶体掺杂了能俘获电子的硼、铝、镓、铟等杂质元素，那么就构成 P 型半导体。
毕业设计说明书目录
摘要 1
1、 引言 1
2 、太阳能电池概述 1
2.1、太阳能电池的工作原理 1
2.2、 太阳能电池分类 2
2.3、太阳能电池发展趋势 2
3、硅系太阳能电池 2
3.1、单晶硅太阳能电池 2
3.2、多晶硅太阳能电池 2
3.3、非晶硅太阳能电池 3
3.4、三种太阳能电池性能分析和待解决的问题 4
3.4.1、性能分析 4
3.4.2、需要解决的问题 4
3.5、光伏系统的特殊应用 5
3.5.1、空间应用 5
3.6、发展中国家的光伏发电 5
4、非晶硅太阳能电池的发展历程 6
4.1非晶硅太阳能电池的诞生 6
4.1.2理论上的突破 6
4.2非晶硅太阳能电池的初期发展 6
4.2.1初期的技术进步和繁荣 6
4.2.2a_SI太阳能电池的优势 6
4.3、非晶硅太阳能电池技术完善与提高 6
4.3.1、叠层电池技术 7
4.3.2、新材料探索 7
4.3.3、新技术探索 7
4.3.4、新制备技术探索 7
4.4非晶硅太阳能电池的未来发展 7
4.4.1、现有a_SI太阳能电池产业的市场开发 7
4.4.2、寻求进一步发展方向 8
5、国内外非晶硅太阳能电池产业及市场分析 8
5.1世界光伏产业总体发展趋势 8
5.2非晶硅系列太阳能电池发展迅猛 9
5.2.1非晶硅材料转换效率约百分之6至百分之8 9
5.2.2薄膜硅原料需求低且发电效率高 10
5.3、国内太阳能电池产业发展现状及主要问题 10
6、非晶硅太阳能电池
6.1非晶硅太阳能电池的结构 10
6.2非晶硅太阳能电池的工作原理 11
6.3非晶硅太阳能电池的制备方法 12
6.4非晶硅太阳能电池的优点 12
6.5非晶硅太阳能电池的应用 13
7、结论 14
8、参考文献 15
参考文献
[1]王长贵王斯成主编．太阳能光伏发电实用技术．化学工业出版社．2005．9
[2]李安定著．太阳能光伏发电系统工程．北京工业大学出版社．2001．12
[3]黄亚平．太阳能光伏发电研究现状与发展前景探讨．白云学报．2007
[4]赵朝会．光伏发电技术的研究现状和应用前景．上海电机学院学报．2008
[5]肖蕾恃．非晶硅太阳电兆发展现状及趋势．1990
[6]钱勇之．晶硅太阳电池研究开发新进展．1990
[7]黄和玉．国外非品硅和太阳电池研究和发展．1985
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