第三代太阳能电池面临的挑战与前景展望
中研普华报道：
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　　太阳能电池发展经历了三个阶段。以硅片为基础的“第一代”太阳能电池其技术发展已经成熟，但单晶硅纯度要求在99.999%，生产成本太高使得人们不惜牺牲电池转换率为代价开发薄膜太阳能电池。
　　第二代太阳电池是基于薄膜材料的太阳电池。薄膜技术所需材料较晶体硅太阳电池少得多，且易于实现大面积电池的生产，可有效降低成本。薄膜电池主要有非晶硅薄膜电池、多晶硅薄膜电池、碲化镉以及铜铟硒薄膜电池，其中以多晶硅为材料的太阳能电池最优。太阳能光电转换率的卡诺上限是95%，远高于标准太阳能电池的理论上限33%，表明太阳能电池的性能还有很大发展空间。第三代太阳电池具有如下条件：薄膜化，转换效率高，丰富且无毒。
　　目前第三代太阳电池还处在概念和简单的试验研究。已经提出的主要有叠层太阳电池、多带隙太阳电池和热载流子太阳电池等。其中，叠层太阳能电池是太阳能电池发展的一个重要方向。
　　2013年9月，德国弗朗霍夫太阳能系统研究所、法国聚光光伏制造商Soitec公司、德国柏林亥姆霍兹研究中心携手宣布，他们制造出一款在太阳光浓度为297下光电转化效率高达44.7%的四结光伏电池，创造了新的世界纪录。他们表示，最新研究有望大幅降低太阳能发电的成本并为获得转化效率高达50%的太阳能电池铺平了道路。最新研制出的四结太阳能电池中的单个电池由不同的III-V族（元素周期表中III族的B，Al，Ga，In和V族的N，P，As，Sb等）半导体材料制成，这些结点逐层堆积，单个子电池能吸收太阳光光谱中不同波长的光。
　　第三代太阳能电池面临的挑战
　　第三代光伏电池综合考虑了多重能量阈值、低成本的制备方法、丰富无毒的原材料等，使降低每瓦成本变得较容易。叠层设计是目前发展最好的可通过聚光系统或降低成本或从优化薄膜设计增加效率等方面改进从而降低每瓦成本的技术，然而该技术的稳定性不是很好。中间带和上下转换太阳电池的应用还为时尚早，但它们在利用薄膜材料增加转换效率和提高光谱稳定性方面具有很大潜力。虽然应用碰撞离化和热载流子概念太阳电池可以大幅度降低每瓦的成本，但这两种技术都还有很多理论方面的问题有待解决。其它更深奥的新概念电池理论上可以提高转换效率，但未必能在实际应用中实现。把这些新概念电池结合起来利用也不失为一种好方法，如在同一个电池中既应用上转换又应用下转换机理；或者把上转换和叠层技术结合起来；另外碰撞离化和中间能级也可以应用到下转换电池中而非用来直接产生载流子。
　　第三代光伏电池的理论概念及其工艺实现方法是当今光伏电池研究领域的最前沿问题，若能获得成功将会对整个光伏电池领域的发展起到里程碑式的贡献。
　　第三代太阳能电池前景展望
　　第三代光伏电池综合了第一、二代太阳能电池的优点，克服了第一代太阳能电池成本较高、第二代薄膜太阳能电池转换效率低的不足，并且具有原材料丰富、无毒、性能稳定耐用、对环境无危害等优点，在未来的光伏市场中会有很好的发展前景。
　　作为第三代新型高效太阳能电池的典型代表，GaAs叠层太阳能电池的发展是与CPV系统紧密相连的。与传统的晶硅电池发电系统相比，CPV产业还处于起步阶段，全球CPV装机容量还不是太大。目前全球装机容量仅有500MW左右。这主要是因为与晶硅等太阳能发电技术相比，CPV现在的建设成本并无太大优势，但作为一项新兴技术，随着生产规模的扩大、电池片效率的提高、跟踪系统、聚光模块和冷却模块设计的改进、生产技术的进步等等，其成本有着巨大的下降空间。未来CPV系统的成本和技术优势将逐步显现，届时也将获得巨大的市场空间。
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当电力、煤炭、石油等不可再生[]能源频频告急，能源问题已成为制约人类社会经济发展的瓶颈，越来越多的国家开始实行&阳光计划&，开发太阳能资源，寻求能源发展的新动力。在国际光伏[]市场巨大潜力的推动下，各国的太阳能电池制造业争相投入巨资，扩大生产，以争一席之地。在世界光伏[]市场的强力拉动下，中国太阳能电池制造业通过引进、消化、吸收和再创新，获得了长足的发展。中国太阳能电池产业的发展大致可分为三个阶段。第一阶段为1984年以后的研究开发时期;之后迎来了2001年以后的产业形成时期，第二阶段也是尚德等太阳能电池厂商开始创业的时期;2005年至今的第三阶段是中国太阳能电池产业的快速发展时期。得益于国家对太阳能等新能源产业的政策、资金支持，2011年中国太阳能电池产业增长迅速，在世界10大太阳能电池生产商中有6家是中国企业。对太阳能电池产业而言，2012年及2013年是相当辛苦的两年，市场竞争激烈导致价格大幅下跌，欧、美、中多家太阳能电池大企业破产，所幸因价格的下跌，让新装机的数量能够维持成长不坠。2013年全国太阳能电池行业累计完成产量2,740.65万千瓦，同比增长19.95%，蝉联全球最大太阳能电池市场地位。月，全国太阳能电池行业累计完成产量2,603.67万千瓦，同比增长27.11%。日，工业和信息化部发布了《太阳能光伏产业&十二五&发展规划》，以促进太阳能产业可持续发展。《规划》的提出对于太阳能光伏企业来说，对市场是个极大地刺激，也将引领光伏企业走上快速发展的轨道。《规划》将晶硅电池、薄膜电池、高效聚光太阳能电池列为&十二五&期间的发展重点。目前，我国已成为全球主要的太阳能电池生产国。中国已经成功超越欧洲、日本为世界太阳能电池生产第一大国。在产业布局上，我国太阳能电池产业已经形成了一定的集聚态势。在长三角、环渤海、珠三角、中西部地区，已经形成了各具特色的太阳能产业集群。预计到2030年，能够实现把太阳能发电成本降到风电的水平。分类： |太阳能电池&未来前景及应用
2009年12月的哥本哈根气候会议刚过，节能、绿色、环保成为人们生活关注的话题。正在流行的太阳能建筑、太阳能路灯、太阳能手机、太阳能汽车、太阳能飞机也反映了这个时代潮流。新一代的薄膜太阳能电池能够问世的背后功臣则是制造太阳能电池的激光加工系统，比如美国JPSA公司的PV-5000薄膜太阳能电池激光划片加工系统。
一、太阳能电池市场应用
在世界流行节约能源的潮流中，绿色科技已是目前的产业新星。而这波绿色科技潮流，又首推太阳能最为行情看涨，有可能成为全球红透半边天的明日之星。面对国际油价不断飙高、第三次石油危机即将到来的危机，一股全世界重新洗牌的能源卡位战，已经响起咚咚战鼓，蓄势待发了。
由于封装技术、焊接材料与加工方法及芯片上的改良，在1991年太阳能系统的寿命约5到10年。到了1995年则增加到10～20年，而到公元2000年更可延长使用年限到25年以上。于1995年仅美国市场的太阳能电池销售额为35亿美元。由于石油及环保（全球温室效应）的问题，以及外交上对落后地区的援助，使得在公元2000年后全球的太阳能电池销售额成数倍的成长。
到了2005年后，由于德国等环保先进国家新建筑法规的因素，造成太阳能板需求量爆发大增，瞬间市场严重缺货，造成全球太阳能电池产业的蓬勃发展，许多太阳能电池厂的股价，一夕之间冲到最高点。同时也带动洞悉商机的传统制造业转型，投入到太阳能相关商品的开发、应用。
英国曼彻斯特CIS大楼，外覆价值550万英镑太阳能PV板 2005/11月开始供电
薄膜太阳能电池板屋顶
太阳能路灯
韩国三星电子(Samsung
Electronics)太阳能手机蓝色地球(Blue Earth)（左）
日本夏普(Sharp)太阳能手机SH002（右）
2009年太阳能手机纷纷登场，让手机市场耳目一新，据了解，目前这些太阳能手机的太阳能面板多数采用结晶矽太阳能电池，所以，在充电时对阳光照射的量及角度要求度也相对高。太阳能业者预估，待更高效率的对阳光照射量及角度要求度相对低的薄膜太阳能电池问世后，太阳能手机可望大行其道，颠覆整个手机市场。
日前日本TOYOTA发表的PRIUS第3代，天窗位置也安装了太阳光电面板，主要的功能是当车子停放在烈阳下时，车内的风扇借由太阳能发电而启动，让车内的温度可以适当不致于温度过高
瑞士“太阳动力”号(Solar
Impulse)团队开发的HB-SIA外观看上去像滑翔机，但从其翼展来看则像是现代客机。HB-SIA采用合成材料，以令其保持极轻的重量，同时通过超高效太阳能电池、普通电池、发动机和推进器令飞机可以在夜间飞行。
二、太阳能电池如何工作
太阳能电池（Solar
Cell）发电是一种可再生的环保发电方式，发电过程中不会产生二氧化碳等温室气体，不会对环境造成污染。简单的说，PV太阳能光伏电池的发电原理，是利用太阳电池吸收0.4～1.1μm波长
(针对硅晶)的太阳光，将光能直接转变成电能输出的一种发电方式。由于太阳能电池产生的电是直流电，因此若需提供电力给家电用品或各式电器则需加装交直流转换器，换成交流电，才能供电至家庭用电或工业用电。
目前可听到不同世代的太阳能电池：第一代基板硅晶（Silicon
Based）、第二代为薄膜（Thin
Film）、第三代新观念研发（New
Concept）。
第一代硅基太阳能电池。对于太阳电池来说最重要的参数是转换效率，目前在实验室所研发的硅基太阳能电池中，单晶硅电池的最高转换效率为29%，多晶硅电池为24%。实际量产时的转换效率会较低。
第二代薄膜太阳电池。包括非晶硅太阳能电池、CdTe 和CIGS化合物半导体电池。相比硅晶电池的几百微米硅晶厚度，薄膜太阳能电池薄膜厚度只有几个微米，大大降低了材料的成本。虽然目前多数量产薄膜太阳电池转换效率17%仍无法与晶硅太阳电池抗衡，但是其低制造成本仍然使其在市场有一席之地，且未来市场占有率仍会持续成长。
第三代新观念研发太阳能电池。包括染料敏电池、有机材料电池、串叠型电池等。染料感光太阳电池（Dye-sensitized
solar cell，DSSC）是最近被开发出来的一种崭新的太阳电池。虽然目前DSC电池的最高转换效率约在12%左右，但是制造过程简单，所以一般认将大幅降低生产成本，也同时降低每度电的电费。串叠型电池（Tandem
Cell）属于一种运用新颖原件结构的电池，借由设计多层不同能隙的太阳能电池来达到吸收效率最佳化的结构设计。目前由理论计算可知，如果在结构中放入越多层数的电池，将可把电池效率逐步提升，甚至可达到50%的转换效率。
下面是不同类型的研究级的太阳能电池转换效率图
三、太阳能电池如何制造
薄膜太阳能电池制造流程如下，其中有多处用到激光划片切割
美国JPSA公司的PV-5000薄膜太阳能电池激光划片加工系统
PV-5000系统，多光路快速加工，可以对非平面玻璃板自动聚焦，无HAZ热影响区，可以高产量高效进行薄膜太阳能电池的P1、P2、P3划片与P4边缘隔离
PV-5000薄膜太阳能电池激光划片加工系统产品特点：
太阳能薄膜面板加工面积0.6m&1.2m Gen
5，薄膜板面积最大可达Gen 8.5
TAKT加工时间30秒，精密气动系统扫描速度可达1.5米/秒
微米加工精度，视觉系统在面板划片前进行精确定位
采用大理石工作台，承载高精度的运动控制系统与光束传输系统
根据加工材料可选择1064nm,352nm,355nm 或 266nm波长的激光
JPSA薄膜太阳能电池优化划片&&&&&
非JPSA薄膜太阳能电池划片&&&&
JPSA硅晶太阳能电池划片
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以上网友发言只代表其个人观点，不代表新浪网的观点或立场。太阳能电池就业前景怎么样？
我是一个苦逼的研二党，开学进入找工作的大军。课题做的是电沉积制备薄膜太阳能电池，现在纠结一个问题，毕业是不是进入太阳能电池这个行业呢？发展前景怎么样呢？下面是我的一点个人见解，关于太阳能电池在中国的发展就中国现在的大形势来说，国内雾霾很严重，很多地区都是这样，为了缓解雾霾问题，寻求一个可再生能源是很急切的事情，当然太阳能电池自然而然就会很热，但是事实会是这样吗？据我了解，太阳能电池的发电成本会很高，据一个在安装太阳能企业工作的朋友说，现在他们公司的太阳能电池板，一度电成本是2.8，如此高的成本，会不会影响太阳能电池的发展，很显然是的。还有一点，国家现在从俄罗斯、土库曼斯坦以及中东地区引进天然气，从而在未来几年改变中国的能源结构，能源结构改变以后，使用煤炭进行发电的比例将会大大减少，雾霾问题会随之解决（宋鸿兵的鸿观），但是现在我不清楚天然气发电的话，电的成本价会是多少，但是应该会比太阳能电池的2.8要低很多吧？所以从这么点来考虑，太阳能电池也不会发展太好。上面是我对现状的一些理解，不知道对不对，也是我下学期是不是从事太阳电池行业的一个心坎，请各位大神帮帮忙，解解疑另一个就业的方向就是电镀，电镀行业国内发展几十年，已经有挺成熟的系统，在未来几十年内也不会落幕，所以我在纠结是要选哪个行业了
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