太阳电池物理与新型太阳电池技术发展课件.ppt
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1、浅谈太阳电池物理与浅谈太阳电池物理与新型太阳电池技术发展新型太阳电池技术发展 沈沈沈沈 辉辉辉辉中山大学太阳能系统研究所中山大学太阳能系统研究所中山大学太阳能系统研究所中山大学太阳能系统研究所顺德中山大学太阳能研究院顺德中山大学太阳能研究院顺德中山大学太阳能研究院顺德中山大学太阳能研究院脆缅讨咏糟荆宾溜掸供登萌缀槐咬呐撕琴铱韧潦等谜乎宰磨槛库阀稳汇榴太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424-2-太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems1/12/2023主要内容主要内容国内外
2、能源市场分析国内外能源市场分析国内光伏发展现状国内光伏发展现状回答两个焦点问题回答两个焦点问题太阳电池物理基础问题太阳电池物理基础问题太阳电池成本分析太阳电池成本分析新型太阳电池发展新型太阳电池发展关于光电转换效率关于光电转换效率商业化的薄膜电池简介商业化的薄膜电池简介化合物多能带叠层太阳电池化合物多能带叠层太阳电池全硅叠层太阳电池全硅叠层太阳电池热载流子太阳电池热载流子太阳电池多电子多电子-空穴对太阳电池空穴对太阳电池光谱转换技术光谱转换技术结束语结束语伏介拣朱凌抒户丈迸夯仆宠吁漓拼峰昂秆赶铅茹窃亨阔悼眶怜间迂忧涟狗太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424太阳电池物理与新型太阳电池
3、技术发展20110424-3-太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems1/12/2023国内外能源市场分析国内外能源市场分析躁冤沾苟挚狰柯浇眺廊晶候漠柄蛤捐硕摈崭种译毖茶孩趣牡逊筐摩齐痘暴太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424-4-太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems1/12/2023职汞既克逐谱辩乡樱桨蒋运殉荔税雷矽砌莫顺失糊隧虚侯原振挽闺辑靶想太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424太阳电池物
4、理与新型太阳电池技术发展20110424-5-太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems1/12/2023咙些肤归疆幕御危寇锐购肾疯叔现矾惶陪板悄钱响就越苯湍喻虐锦尤感族太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424-6-太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems1/12/2023至浊喀稗捕邯蔑棋衣宋许郝阅揩寻订叮选锰渣哗歼适讼桨乞行汁耻蘑缩恤太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424太阳电池物理与新型太阳电池技术
5、发展20110424-7-太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems1/12/2023舶炙籽蛊铃峰觅送唆芜然惠炽责挣荒菏切梅撵园哩级晌咋届弹魂揖净善略太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424-8-太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems1/12/2023另娄安质葵问掖金彩贼莆宫鹅刹业堆挑上呜络臭啦筐者紫覆弥柞抢哟烹瓢太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424
6、-9-太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems1/12/2023戏忘祁澄织嗅拨叹欲噶褒爱遭陨撕讣几刊代疮铃估渭友茸阶嵌鹅缸柴暂镶太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424-10-太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems1/12/2023中卷收拂谣曰吾口衅歇折泰促沼痈弘沼扛乍姚壳陀俭庇杆毙砚屠谢抬绒辟太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424-11-太阳能系统
7、研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems1/12/2023Solarbuzz发布发布2010年统计数据年统计数据全球安装18.2GW,其中:德国占比例42%(7.2GW)、意大利21%(3.822GW)欧洲其他18%美国5%日本5%全球其他9%溪蕉滑绥盆逃影味破缴哥址夕罗倦铃楷偷彭龚霞吱状淋奈牡截昆氮练剩跨太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424-12-太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems1/12/20232010年度
8、中国光伏行业十大风云人物年度中国光伏行业十大风云人物(排名不分先后)(排名不分先后)尚德电力控股有限公司董事长兼CEO施正荣晶澳太阳能控股有限公司CEO方朋常州天合光能有限公司董事长兼CEO高纪凡浙江正泰太阳能科技有限公司总裁杨立友保利协鑫能源控股有限公司董事局主席朱共山中电电气集团董事长陆廷秀江西赛维LDK太阳能高科技有限公司CEO彭小峰韩华新能源有限公司CEO谢平常州亿晶光电科技有限公司董事长荀建华中盛光电集团董事长王兴华国内光伏发展现状国内光伏发展现状箭堕涝替豆述萧褐软凋坏狸题踩尽犁哟牺侧跟翔钵瘴焊洋锐右陋敲卞没刊太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424太阳电池物理与新型太阳电
9、池技术发展20110424-13-太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems1/12/20232010年度中国光伏行业十大创新产品年度中国光伏行业十大创新产品(排名不分先后)(排名不分先后)英利绿色能源控股有限公司:熊猫N型单晶硅高效电池尚德电力控股有限公司:Pluto晶体硅太阳能电池阳光电源股份有限公司:SunAccess 系列光伏并网逆变器常州天合光能有限公司:高迈-高效高功率电池组件杜邦光伏解决方案:杜邦TM Solamet 光伏电极金属浆料友达光电股份有限公司:SunForte PM318B00高效单晶硅太阳能光伏组件台湾禧通
10、科技股份有限公司:高效率族砷化镓太阳能电池上海普罗新能源有限公司:RDS4.6型多晶硅铸锭炉力诺光伏集团:彩色太阳能电池组件姻柏岛涅炔骋独讯另葡吭颐娃棱任孟旷福逻醋距衡六崭捻贿腆谓鞭淹翼棘太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424-14-太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems1/12/20232010年度中国光伏行业十佳应用案例年度中国光伏行业十佳应用案例(排名不分先后)(排名不分先后)浙江正泰太阳能科技有限公司:高效薄膜光伏幕墙尚德电力控股有限公司:Pluto晶体硅太阳能
11、电池阳光电源股份有限公司:上海虹桥枢纽6.68兆瓦光伏发电项目江西赛维LDK太阳能高科技有限公司:2MW光伏示范电站工程上海普罗新能源有限公司:宁夏光伏发电项目北京科诺伟业科技有限公司:西藏羊八井10MWp光伏并网电站KNGI600-330PTA并网逆变器项目新奥太阳能源集团:3.2MW双结硅基薄膜地面电站项目普乐新能源(蚌埠)有限公司:大丰20兆瓦薄膜光伏电站项目上海聚恒太阳能有限公司:200KW高倍聚光光伏示范电站项目英利绿色能源控股有限公司:10兆瓦金太阳示范工程特变电工新疆新能源股份有限公司:新疆若羌县独立光伏电站项目藤倒错伍塔点槐侦贪俄讽闲调组休驮经纂嗅点毖咒挺膀庭吾尚蒸雄闯喧芝太阳
12、电池物理与新型太阳电池技术发展20110424太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424-15-太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems1/12/2023回答两个焦点问题回答两个焦点问题问题由来:问题由来:对光伏发电的怀疑和批评,主要来自政府有关部门与专家-多晶硅高耗能、高污染?多晶硅高耗能、高污染?水泥、钢铁、玻璃等高耗能、高污染?与行业没有关系,行业没有高贵与低贱之分,没有水泥、钢铁和玻璃可以吗?高耗能、高污染应该是对企业来划分,不是对行业!黄金1盎司:矿石3.3吨,水5400升,电力370度,高耗能高污染?!-晶体硅电
13、池与薄膜电池之争?本是同根生,相煎何太急!晶体硅与薄膜是一家,共同发展没有矛盾!当前和未来10年晶体硅就是主流,薄膜还有待技术突破!高效电池离不开薄膜技术,硅片与薄膜技术可以兼容,如HIT电池!贺景珐祝蓖吾咬唯原酬鹰责俯氨气萤器涟甜受辨杀透辩谣会冶抖搜知稠陋太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424-16-太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems1/12/2023太阳电池物理问题太阳电池物理问题太阳光谱-光谱高效利用,全光谱,高转换率材料来源-丰富、无毒、易于加工等光学问题-
14、材料、结构、原理,硅片厚度100微米电学问题材料、结构、原理,电极材料成本问题-与化石能源相比,实现大规模应用环境问题环保、回收利用、可持续发展诚唤溶蓟痰撰宁沮蹬壕另绥桓身懈攫瘩剪费甚奢鼠懦搂褥饺唤盎显傲孜滤太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424-17-太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems1/12/2023沁殆荣晶滤铜夸锄惫夹沙概偷贸又贫涸迁椽岛说谷沥邀馈岔柠屡伶菲幢孵太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424
15、-18-太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems1/12/2023酉茵耽样搐焉朱浙垦向逆途吵膳枣缎笨批饵哑帆颂担垒衔百烤刊卧硒渴迸太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424-19-太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems1/12/2023太阳电池制造成本:材料太阳电池制造成本:材料太阳电池制造成本:材料太阳电池制造成本:材料-电池电池电池电池-组件组件组件组件 (特别说明:以下按照河北工业大学任丙炎教授数据整理)(
16、特别说明:以下按照河北工业大学任丙炎教授数据整理)多晶硅材料按50/kg计算(未来3-5年可以达到30):50/kg70片/kg=0.71/片;(尺寸125,厚度180)0.71/片2.5W/片=0.29/W(效率17%,硅材料每瓦成本)长晶+切片:75(长晶切片含利润总成本)70片/kg=1.07/片1.07/片2.5=0.43/W(硅片每瓦成本)电池生产统计每瓦成本:(125125)=0.25/W(20)组件生产统计每瓦成本(含电池外的其它材料):0.4/W(30)由材料到电池组件的总成本:由材料到电池组件的总成本:0.29/W+0.43/W+0.25/W+0.4/W=1.37/W折合人民
17、币:1.37¥6.83=¥9.3571/W最新发展:材料到组件成本1.2美元每瓦以下涌枯湖徘四饲惫阀牺侨驮翠漳粉铬版辰庆申眷重寓牲囱踞赌掩柿灌缩婿冯太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424-20-太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems1/12/2023太阳电池制造成本:组件太阳电池制造成本:组件太阳电池制造成本:组件太阳电池制造成本:组件-系统安装系统安装系统安装系统安装-并网发并网发并网发并网发电电电电并网光伏电站安装每瓦价格按组件并网光伏电站安装每瓦价格按组件1倍价格
18、计算倍价格计算:¥9.3571/W2¥19,1kW=¥190001kWh=1度电,在广州晶体硅太阳电池每瓦平均年发电1.1度,在青海可以发电1.5度1kW电池电池20年发电量年发电量:1kW1500h/每年20年=30000度电(西宁)1kW1100h/每年20年=22000度电(广州)(青海:1500小时,广东1100小时)每度电安装总成本每度电安装总成本/20年的发电量年的发电量:¥1900030000度=0.63元/度(西宁)¥1900022000度=0.86元/度(广州)菌芥四笼呻颅权滁哼河洼犹啥躯惩驻拉枢擅妖喊庭狄坍卿莎兽变豺乘型盈太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424太
19、阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424-21-太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems1/12/2023太阳电池制造成本:发展预测与趋势太阳电池制造成本:发展预测与趋势太阳电池制造成本:发展预测与趋势太阳电池制造成本:发展预测与趋势如多晶硅的价格降为$35/Kg,硅片的厚度实现160m,则:多晶硅按35/kg79片/kg=0.443/片2.5W/片=0.177/W由材料到电池组件的总成本:0.177/W+0.43/W+0.25/W+0.4/W=1.257/W折合人民币:1.257¥6.83=¥8.585/瓦每安装工程瓦按组
20、件1倍价格计算:(¥8.585/瓦)2¥17.17完成电池并网工程后每度电的成本:¥17.17元/瓦(装机)1000瓦小时=¥17170/度(每度电)每度电安装总成本/20年的发电量¥17170/度(每度电)30,000度=0.572元/度电(西宁)随着科技的不断进步,各个工艺环节的成本还会继续下降。成本还会继续下降。届时,光伏发电将成为真正的替代能源。猩拖廊锦押恢语浆纳磕扬跨锄汝荒冯贺光隙贪垮寂客卸劈彰逞箭昌劳性忍太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424-22-太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar
21、 Energy Systems1/12/2023新型太阳电池发展新型太阳电池发展三代太阳电池的概念和论述来自国际著名的太阳电池的研究专家MartinA.Green教授。上世纪七十年代初,MartinA.Green及其研究团队在澳洲新南威尔士大学开始了晶体硅太阳电池的研究,此后一直到今天,新南威尔士大学研究团队一直保持着单晶硅太阳电池最高转换效率的世界纪录。MartinA.Green在研究中发现了晶体硅(第一代)电池的问题:虽然转换效率可以达到很高,甚至接近单结电池极限,但是需要高质量低缺陷的昂贵晶体材料和复杂耗时的工艺。鉴于此,新南威尔士团队在八十年代后期开始对薄膜太阳电池(第二代)进行研究,
22、九十年代,他们开发出在玻璃上沉积硅工艺,并由PacificSolar公司所验证。与第一代太阳电池相比,第二代电池的好处是采用沉积技术,减少材料制备过程的有毒物质和降低了价格,代价是效率的降低和稳定性的问题。趋獭亚赣写署乙玫媒矢屑火中融缺商侣致秩哄瘩扯盟衙崔宅谬粱锐绷腺攒太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424-23-太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems1/12/2023第三代光伏技术旨在利用类似第二代的沉积技术制备高效电池,目标是实现生产成本低于0.5美元每瓦,甚至低于
23、0.2美元每瓦,同时在生产过程中尽量使用无毒物质。目前他们主要在全硅叠层电池和热载流子电池方面进行研究。谴垦骗功兵碟抚窖矢您剐治蔗瞳亏招仗杉忱宣荔痴盐痴难嗽雏卡刽球拉虱太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424-24-太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems1/12/2023第三代光伏技术的核心理念是高效、长寿与低价。第三代光伏技术包括:-叠层太阳电池;-热载流子电池;-多电子空穴对电池;-杂质能级以及多能带太阳电池;-热光伏电池和;-运用新材料等制备的电池,如染料敏化电池。
24、其中大部分的电池还处于实验室试验阶段甚至理论阶段,如多能带太阳电池。但是具有冲击低价、高效这一目标的潜力。踪版力辆猎琶疗伤缺闰概傈舱辈往坪根拼吕邓衬丛溃署寒憾澎在工黍案葡太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424-25-太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems1/12/2023在晶体硅电池迅猛发展的今天,也有学者对MartinA.Green三代电池的说法提出了异议,讨论的核心在于薄膜电池能否取代第一代电池。按照MartinA.Green当初的设想,薄膜太阳电池将在2020年后
25、成为市场的主流,2020后第三代电池将迅速发展。有学者也称第三代光伏技术为新一代光伏技术,或者未来一代光伏技术。无论命名如何,学术界一直以来对这一领域都保持了巨大的热情和兴趣,特别是凭借迅猛发展的纳米技术和材料技术,科学家们有机会应对Shockley-Queisser极限效率的挑战。坠段讶坠悲橡获匹猿遮死推柄浊使令汹骗冶邦饵放哀济密猪贱限盆馏猎汝太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424太阳电池物理与新型太阳电池技术发展20110424-26-太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems1/12/2023晶体管之父William
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