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盘点高效太阳能电池转换效率之最:晶硅电池谁称王?

  太阳能光伏发电在世界能源消费的席位愈发重要,在不远的将来不但要替代部分常规能源,更可能成为世界能源供应的主体。

  太阳能电池是一种将光能转换为电能的元件。低成本高效率的太阳能电池是光伏技术长期追逐的目标,更是各个企业拼命争夺的技术领地。

  中国的太阳能电池研究虽比国外晚了20年,但这并不妨碍中国成为全球主要的太阳能电池生产国。2013年全球电池片生产规模保持增长势头,产能超过63GW(不含薄膜电池),产量达到40.3GW。与2012年相比,增长7.5%,多晶硅电池和单晶硅电池的比例约为3∶1。太阳能电池呈逐年增长发展态势,但近几年发展趋于平缓。从发展区域看,中国大陆以25.1GW的产量位居全球第一,产量约占全球总产量的63%。

  中国对太阳能电池的研究开发工作高度重视,早在七五期间,非晶硅半导体的研究工作已经列入国家重大课题;八五和九五期间,中国把研究开发的重点放在大面积太阳能电池等方面。2003年10月,国家发改委、科技部制定出未来5年太阳能资源开发计划,发改委“光明工程”将筹资100亿元用于推进太阳能发电技术的应用,计划到2015年全国太阳能发电系统总装机容量达到300兆瓦。当下,第三次工业革命的核心是新能源革命,高效太阳能电池技术作为提高太阳能利用率的关键,代表了先进的技术发展方向,对我国光伏产业的结构调整和可持续发展具有重要影响,属于当前应该发展的重大技术之一。例如,CIGS薄膜太阳能技术就已被列为了国家节能减碳的绿色环保型鼓励型项目,成为国家重点扶持的项目之一。

  太阳能光伏市场应用越发宽领域、多样化,适应各种需求的光伏产品也不断问世,除了大型并网光伏电站外,与建筑相结合的光伏发电系统、小型光伏系统、离网光伏系统等也快速兴起。太阳能电池及光伏系统的成本持续下降并逼近常规发电成本,仍是光伏产业发展的主题,而太阳能电池也将继续走在高效率、低成本的道路上。

  我们熟知的晶硅电池分为单晶和多晶,区别在于所用硅片。单晶硅片由多晶硅原料经拉晶炉拉成单晶棒后再切片制成,多晶硅片是由多晶硅料经铸锭炉铸成多晶硅锭后再切片制成。不过,目前光伏市场上占优势的还是多晶硅电池。

  太阳能电池的基本构造是运用P型与N型半导体接合而成的。对其而言,最重要的参数是光电转换效率。在单晶电池中,目前所研发的N型单晶电池的产业化水平大概在21%-24%左右,P型单晶电池的国内产业化水平在18.7%-19.2%左右,海外在19.2%-20%左右。多晶电池的产业化水平则在17%-17.5%左右。下面是OFweek太阳能光伏网分别从N型单晶电池、P型单晶电池、多晶电池三类对比,列出的经过认证的技术前沿代表。

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