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太阳能光伏技术 1．太阳能概况 2．光伏效应 3．太阳能电池 4．多晶硅及其他光电转换材料 5．晶体硅太阳电池及材料 6．非晶硅太阳电池 7．非晶硅 (ａ-硅)太阳能技术 8．多晶薄膜与薄膜太阳电池 9．多晶硅薄膜太阳电池 10．世界太阳能开发利用现状 11．21世纪我国太阳能利用发展趋势 12．国内外太阳电池和光伏发电的进展与前景 13．20世纪太阳能科技发展的回顾与展望 14．光伏板 ：与太阳一同升起的希望 15．光伏水泵系统 16．光伏发电系统中逆变电源的原理与实现 17．平板玻璃工业新技术 18．热壁外延（HWE）在导电玻璃上生长GaAs 19．科普知识 20．科普童话：太阳公公发电 1．太阳能概况 太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，生物质能、风能、海洋能、 水能等都来自太阳能，广义地说，太阳能包含以上各种可再生能源。太阳能作为 可再生能源的一种，则是指太阳能的直接转化和利用。通过转换装置把太阳辐射 能转换成热能利用的属于太阳能热利用技术，再利用热能进行发电的称为太阳能 热发电，也属于这一技术领域；通过转换装置把太阳辐射能转换成电能利用的属 于太阳能光发电技术，光电转换装置通常是利用半导体器件的光伏效应原理进行 光电转换的，因此又称太阳能光伏技术。 二十世纪50年代，太阳能利用领域出现了两项重大技术突破：一是1954年 美国贝尔实验室研制出6％的实用型单晶硅电池，二是1955年以色列Tabor提 出选择性吸收表面概念和理论并研制成功选择性太阳吸收涂层。这两项技术突破 为太阳能利用进入现代发展时期奠定了技术基础。 70年代以来，鉴于常规能源供给的有限性和环保压力的增加，世界上许多国 家掀起了开发利用太阳能和可再生能源的热潮。1973年，美国制定了政府级的 阳光发电计划，1980年又正式将光伏发电列入公共电力规划，累计投入达8亿 多美元。1992年，美国政府颁布了新的光伏发电计划，制定了宏伟的发展目标。 日本在70年代制定了“阳光计划”，1993年将“月光计划”（节能计划）、“环 境计划”、“阳光计划”合并成“新阳光计划”。德国等欧共体国家及一些发展 中国家也纷纷制定了相应的发展计划。90年代以来联合国召开了一系列有各国 领导人参加的高峰会议，讨论和制定世界太阳能战略规划、国际太阳能公约，设 立国际太阳能基金等，推动全球太阳能和可再生能源的开发利用。开发利用太阳 能和可再生能源成为国际社会的一大主题和共同行动，成为各国制定可持续发展 战略的重要内容。 自“六五”以来我国政府一直把研究开发太阳能和可再生能源技术列入国家 科技攻关计划，大大推动了我国太阳能和可再生能源技术和产业的发展。 二十多年来，太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都 获得了长足发展，成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一。返回11 2．光 伏 效 应 光生伏特效应简称为光伏效应，指光照使不均匀半导体或半导体与金属组合 的不同部位之间产生电位差的现象。 产生这种电位差的机理有好几种，主要的一种是由于阻挡层的存在。以下以 P-N结为例说明。 热平衡态下的P-N结 P-N结的形成： 同质结可用一块半导体经掺杂形成P区和N区。由于杂质的激活能量ΔE很 小，在室温下杂质差不多都电离成受主离子N 和施主离子N 。在PN区交界面A- D+ 处因存在载流子的浓度差，故彼此要向对方扩散。设想在结形成的一瞬间，在N 区的电子为多子，在P区的电子为少子，使电子由N区流入P区，电子与空穴相 遇又要发生复合，这样在原来是N区的结面附近电子变得很少，剩下未经中和的 施主离子N 形成正的空间电荷。同样，空穴由P区扩散到N区后，由不能运动D+ 的受主离子N 形成负的空间电荷。在P区与N区界面两侧产生不能移动的离子A- 区（也称耗尽区、空间电荷区、阻挡层），于是出现空间电偶层，形成内电场（称 内建电场）此电场对两区多子的扩散有抵制作用，而对少子的漂移有帮助作用， 直到扩散流等于漂移流时达到平衡，在界面两侧建立起稳定的内建电场。 热平衡下P-N结模型及能带图 P-N结能带与接触电势差： 在热平衡条件下，结区有统一的E；在远离结区的部位，E、E、E 之间