光伏發(fā)電與太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)98170

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1、光伏發(fā)電與太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)98170doc文檔可能在WAP端瀏覽體驗(yàn)不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機(jī)查看。光伏發(fā)電與太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)傳統(tǒng)的燃料能源正在一天天減少，對(duì)環(huán)境造成的危害日益突出，同時(shí)全球還有２０億人得不到正常的能源供應(yīng)。這個(gè)時(shí)候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能夠改變?nèi)祟惖哪茉唇Y(jié)構(gòu)，維持長(zhǎng)遠(yuǎn)的可持續(xù)發(fā)展。當(dāng)電力、煤炭、石油等不可再生能源頻頻告急，能源問(wèn)題日益成為制約國(guó)際社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸時(shí)，越來(lái)越多的國(guó)家開(kāi)始實(shí)行“陽(yáng)光計(jì)劃”，開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能資源，尋求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)力。歐洲一些高水平的核研究機(jī)構(gòu)也開(kāi)始轉(zhuǎn)向可再生能源。我國(guó)太陽(yáng)能資源

2、非常豐富，理論儲(chǔ)量達(dá)每年17000億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。太陽(yáng)能資源開(kāi)發(fā)利用的潛力非常廣闊。我國(guó)地處北半球，南北距離和東西距離都在5000公里以上。在我國(guó)廣闊的土地上，有著豐富的太陽(yáng)能資源。大多數(shù)地區(qū)年平均日輻射量在每平方米４千瓦時(shí)以上，西藏日輻射量最高達(dá)每平米７千瓦時(shí)。年日照時(shí)數(shù)大于2000小時(shí)。與同緯度的其他國(guó)家相比，與美國(guó)相近，比歐洲、日本優(yōu)越得多,因而有巨大的開(kāi)發(fā)潛能。因此，如何發(fā)展中國(guó)的太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)，成為了中國(guó)能源問(wèn)題的當(dāng)務(wù)之急。一．光伏發(fā)電的原理光伏發(fā)電的基本原理是利用了光生伏特效應(yīng)（PhotoVoltage光生伏特效應(yīng)（光生伏特效應(yīng)Effect）。Ef

3、fect）光生伏特效應(yīng)是光照引起PN結(jié)兩端產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的效應(yīng)。PN結(jié)當(dāng)兩端沒(méi)有外加電場(chǎng)時(shí)，在PN結(jié)勢(shì)壘區(qū)內(nèi)仍然存在著內(nèi)建結(jié)電場(chǎng)，其方向是從N區(qū)指向P區(qū)，當(dāng)光照射到結(jié)區(qū)時(shí)，光照產(chǎn)生的電子－空穴對(duì)在結(jié)電場(chǎng)作用下，電子推向N區(qū)，空穴推向P區(qū)；電子在N區(qū)積累和空穴在P區(qū)積累使PN結(jié)兩邊的電位發(fā)生變化，PN結(jié)兩端出現(xiàn)一個(gè)因光照而產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，這一現(xiàn)象稱為光生伏特效應(yīng)。光電池(photocell)與外電路的連接方式有兩種：一種是把PN結(jié)的兩端通過(guò)外導(dǎo)線短接，形成流過(guò)外電路的電流，這電流稱為光電池的輸出短路電流(IL)，其大小與光強(qiáng)成正比；另一種是開(kāi)路電壓輸出，開(kāi)路電

4、壓與光照度之間呈非線性關(guān)系；光照度大于一定值時(shí)呈現(xiàn)飽和特性。因此使用時(shí)應(yīng)根據(jù)需要選用工作狀態(tài)。如今，太陽(yáng)能電池以材料區(qū)分，有晶硅電池，非晶硅薄膜電池，銅鋼硒（CIS）電池，磅化鎬（CdTe）電池，砷化稼電他等，而以晶硅電池為主導(dǎo)，由于硅是地球上儲(chǔ)量第二大元素，作為半導(dǎo)體材料，人們對(duì)它研究得最多、技術(shù)最成熟，而且晶硅性能穩(wěn)定、無(wú)毒，因此成為太陽(yáng)電池研究開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用中的主體材料。晶硅電池還分為單晶硅電池和多晶硅電池：晶硅電池還分為單晶硅電池和多晶硅電池：高純的單晶硅是重要的半導(dǎo)體材料。在單晶硅中摻入微量的第IIIA族元素，形成p型硅半導(dǎo)體；摻入微量的第

5、VA族元素，形成n型和p型半導(dǎo)體結(jié)合在一起，就可做成太陽(yáng)能電池，將輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。在開(kāi)發(fā)能源方面是一種很有前途的材料。多晶硅，它具有金剛石晶格，晶體硬而脆，具有金屬光澤，能導(dǎo)電，但導(dǎo)電率不及金屬，且隨溫度升高而增加，具有半導(dǎo)體性質(zhì)。晶態(tài)硅的熔點(diǎn)1410C,沸點(diǎn)2355C,密無(wú)定形硅是一種黑灰色的粉末。多晶硅是單質(zhì)硅的一種形態(tài)。熔融的單質(zhì)硅在過(guò)冷條件下凝固時(shí)，硅原子以金剛石晶格形態(tài)排列成許多晶核，如這些晶核長(zhǎng)成晶面取向不同的晶粒，則這些晶粒結(jié)合起來(lái)，就結(jié)晶成多晶硅。多晶硅可作拉制單晶硅的原料，多晶硅與單晶硅的差異主要表現(xiàn)在物理性質(zhì)方面。例如，在力學(xué)性質(zhì)

6、、光學(xué)性質(zhì)和熱學(xué)性質(zhì)的各向異性方面，遠(yuǎn)不如單晶硅明顯；在電學(xué)性質(zhì)方面，多晶硅晶體的導(dǎo)電性也遠(yuǎn)不如單晶硅顯著，甚至于幾乎沒(méi)有導(dǎo)電性。在化學(xué)活性方面，兩者的差異極小。多晶硅和單晶硅可從外觀上加以區(qū)別，但真正的鑒別須通過(guò)分析測(cè)定晶體的晶面方向、導(dǎo)電類型和電阻率晶硅材料的制造：晶硅材料的制造：?jiǎn)尉Ч璨牧蠁尉Ч璨牧蠁尉Ч璨牧现圃煲?jīng)過(guò)如下過(guò)程：石英砂—冶金級(jí)硅—提純和精煉—沉積多晶硅錠—單晶硅—硅片切割。硅主要以siO2形式存在于石英和砂子中。它的制備主要是在電弧爐中用碳還原石英砂而成。該過(guò)程能量消耗很高，約為14kwh／kg，因此硅的生產(chǎn)通常在水電過(guò)剩的地方（

7、挪威，加拿大等地）進(jìn)行。這樣被還原出來(lái)的硅的純度約98％一99％，稱為冶金級(jí)硅（MG—Si）。大部分冶金級(jí)硅用于制鐵和制鋁工業(yè)。目前全世界冶金級(jí)硅的產(chǎn)量約為50萬(wàn)噸／年。半導(dǎo)體工業(yè)用硅占硅總量的很小一部分，而且必須進(jìn)行高度提純。電子級(jí)硅的雜質(zhì)含量約10-10％以下。典型的半導(dǎo)體級(jí)硅的制備過(guò)程：粉碎的冶金級(jí)硅在硫化床反應(yīng)器中與HCI氣體混合并反應(yīng)生成三氯氫硅和氫氣，Si＋3HCI→SiHC13＋H2。由于SiHC13在30℃以下是液體，因此很容易與氫氣分離。接著，通過(guò)精餾使SiHC13與其它氯化物分離，經(jīng)過(guò)精餾的SiHCl3，其雜質(zhì)水平可低于提純后的Si

8、HC13通過(guò)CVD原理制備出多晶硅10-10％的電子級(jí)硅要求。錠?；谕瑯釉砜砷_(kāi)發(fā)出另一種提