太阳能电池历史、原理、分类

太阳能电池历史、原理、分类
引言
太阳能作为一种巨量可再生能源,是人类取之不尽、用之不竭的可再生能源,是地球上最直接最普遍也是最清洁的能源。将太阳能转换为电能是大规模利用太阳能的重要技术基础,其转换途径很多,有光电直接转换,有光热电间接转换等。但利用太阳能电池进行光电直接转换是运用最为广泛的方式。
历史:
太阳能电池发展历史可以追溯到1 8 3 9 西藏历史年,当时的法国物理学家Alexander-Edmond Becquerel发现了光伏特效应(P h o t o v o l t a i ceffect )。直到1883 年,第一个硒制太阳能电池才由美国科学家Charles Fritts 所制造出来。在1930年代,硒制电池及氧化铜电池已经被应用在一些对光线敏感的仪器上,例如光度计及照相机的曝光针上。
  而现代化的硅制太阳能电池则直到1946 年由一个半导体研究学者Russell Ohl 过氧化物酶开发出来。接着在1954年,科学家将硅制太阳能电池的转化效率提高到6% 左右。随后,太阳能电池应用
于人造卫星。1973年能源危机之后,人类开始将太阳能电池转向民用。最早应用于计算器和手表等。1974 年,Haynos 等人,利用硅的非等方性(a n i s o t r o p i c)的蚀刻(etching)特性,慢慢的将太阳能电池表面的硅结晶面,蚀刻出许多类似金字塔的特殊几何形状。有效降低太阳光从电池表面反射损失,这使得当
时的太阳能电池能源转换效率达到17%
  1976年以后,如何降低太阳能电池成本成为业内关心的重点。1990年以后,电池成本降低使得太阳能电池进入民间发电领域,太阳能电池开始应用于并网发电。
世界太阳能电池发展的主要节点:
1839 法国科学家贝克勒尔发现“光生伏特效应”,即“光伏效应”。
1876 亚当斯等在金属和硒片上发现固态光伏效应。
1883 制成第一个“硒光电池”,用作敏感器件。
1930 肖特基提出Cu2O势垒的“光伏效应”理论。同年,朗格首次提 出用“光伏效应”制造“
太阳电池”,使太阳能变成电能。
1931 布鲁诺将铜化合物和硒银电极浸入电解液,在阳光下启动了一个电动机。
1932 奥杜博特和斯托拉制成第一块“硫化镉”太阳电池。
1941 奥尔在硅上发现光伏效应。
1954 恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室,首次制成了实用的单晶太阳电池,效率为6%。同年,韦克尔首次发现了砷化镓有光伏效应,并在玻璃上沉积硫化镉薄膜,制成了第一块薄膜太阳电池。
1955 吉尼和罗非斯基进行材料的光电转换效率优化设计。同年,第一个光电航标灯问世。美国RCA研究砷化镓太阳电池。
1957 硅太阳电池效率达8%
1958 太阳电池首次在空间应用,装备美国先锋1号卫星电源。
1959 第一个多晶硅太阳电池问世,效率达5%
1960 硅太阳电池首次实现并网运行。
1962 砷化镓太阳电池光电转换效率达13%
1969 薄膜硫化镉太阳电池效率达8%
1972 罗非斯基研制出紫光电池,效率达16%
1972 美国宇航公司背场电池问世。
1973 砷化镓太阳电池效率达15%大功率激光发射器
1974 COMSAT研究所提出无反射绒面电池,硅太阳电池效率达18%
1975 非晶硅太阳电池问世。同年,带硅电池效率达6%~%
1976 多晶硅太阳电池效率达10%
1978 美国建成100kWp太阳地面光伏电站。
1980 单晶硅太阳电池效率达20%,砷化镓电池达22.5%,多晶硅电池达14.5%,硫化镉电池达9.15%
1983 美国建成1MWp光伏电站;冶金硅(外延)电池效率达11.8%
1986 美国建成6.5MWp水在时间之下光伏电站。
1990 美国药典德国提出“2000个光伏屋顶计划”,每个家庭的屋顶装3~5kWp光伏电池。
1995 高效聚光砷化镓太阳电池效率达32%
dmtn1997 美国提出“克林顿总统百万太阳能屋顶计划”,在2010年以前为100万户,每户安装3~5kWp。光伏电池。有太阳时光伏屋顶向电网供电,电表反转;无太阳时电网向家庭供电,电表正转。家庭只需交“净电费”。

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