太阳能电池的研究进展(2)

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（1）光热利用

太阳能的光热利用是指收集太阳向地球表面投射的一部分能量，并把收集到的能量直接或间接转换为热能。

（2）光电利用

太阳能的光电利用是指通过光—热—电或光—电两种形式将太阳能辐射到地球表面的能转化为电能。

（3）光化学利用

太阳能的光化学利用是指光电材料经光线照射后，物质的分子会吸收外来光子的能量，如果光的能量大于光电材料本身的电子能隙，光电材料中的电子对就会从能量较低的稳定基态转化为能量较高的激发态，进而跃迁至材料表面，与环境进行氧化还原反应，从而转化成电能加以利用。

（4）光生物利用

太阳能的光生物利用是指植物通过光合作用将太阳能转化成生物质能量储存起来，然后利用各种方式转化成人类所需要的能量加以利用。

1.3 太阳能电池发展历程

从世界范围内来看，太阳能电池发展主要经历了三个时期:

第一个时期

1954年美国贝尔实验室研发出单晶硅电池，虽然其效率只有6%，但由此标志着硅太阳能电池的开始。这一决定性发现被纽约时报叫做“最终导致使无限日光为人类文明服务的一期新纪元的开始。”

作为航天器上的电源，质量小，寿命长，使用方便，能承受各种颤动等特点被人们所需要，一般电池难以达到如此高的要求。而太阳能电池则完全符合上述各项条件，所以太阳能电池首先被应用在航天航空上。源.自|751,:论`文'网www.751com.cn

1958年，美国科学家把太阳能电池安装在“先锋一号”人造卫星上，“先锋一号”的成功使得太阳能电池作为一种新的空间电源脱颖而出，立刻受到世界各国科学家们的青睐。

之后20多年里，太阳能电池设计由于应用的广泛和工艺的提高而逐步定型。太阳能电池，作为一种刚刚起步的新能源，虽然只是被人们运用在航空航天方面，但科学家已经看到了太阳能电池存在的价值，对其进行不断地开发和利用。

第二个时期　

80前期到90年代后期，由于世界能源危机的加剧，世界各国科学家开始把太阳能作为一种可再生资源而进行大力开发，由此在全球范围内的光伏计划慢慢开展，此时世界光伏工业每年的增长率都在13%左右。

这一时期，为了提高太阳能电池的效率，从太阳能加工制作技术入手，通过引入背表面场、细栅金属化、浅结表面扩散、表面织构化等技术，使得太阳电池转换效率有了较大提高，并在地面得到广泛应用。至70年代末太阳能技术逐渐民用化，其制作工艺不断提高，成本降低。

这一时期出现的新技术：

1、背表面电场（BSF）电池——在同型重掺杂区引入电他的背面接触区，由于背场的作用使饱和电流降低，使开路电压得到改善，增加了电池的短路电流，使电池效率得到一定的提高。

2、紫光电池——这种电池的高效率归功其具有浅结密栅结构和减反射效果好等特点，被应用在通信卫星开发的。在一段时间里，科学家一致认为浅结是提高太阳能电池转化效率的关键技术。

3、表面织构化电池——也称绒面电池，最早（1974）也是为通讯卫星开发的。因为其AM0时电池效率η≥15％，AMI时η＞18％。所以该技术后来被高效电池和工业化电池普遍采用。

4、异质结太阳能电池——将不同半导体材料通过某种工艺制作而成的太阳能电池，如：SnO／Si，In20／Si，（1n203十SnO2／Si电池等。虽然该类太阳能电池带隙宽，透光性好，制作电池工艺简单，但目前因转化效率不高等问题长时间得不到解决，使其研究者越来越少，即便如此，许多薄膜电池仍把SnO2、In2O3、（1n2O3＋SnO2）作为重要构成部分，用来收集电流或作为窗口材料。