當(dāng)前,晶體硅材料(包括多晶硅和單晶硅)是主要的光伏材料,其市場(chǎng)占有率在90%以上,而且在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期也依然是太陽能電池的主流材料。多晶硅材料的生產(chǎn)技術(shù)長(zhǎng)期以來掌握在美、日、德等3個(gè)國家7個(gè)公司的10家工廠手中,形成技術(shù)封鎖、市場(chǎng)壟斷的狀況。多晶硅的需求主要來自于半導(dǎo)體和太陽能電池。按純度要求不同,分為電子級(jí)和太陽能級(jí)。其中,用于電子級(jí)多晶硅占55%左右,太陽能級(jí)多晶硅占45%,隨著光伏產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,太陽能電池對(duì)多晶硅需求量的增長(zhǎng)速度高于半導(dǎo)體多晶硅的發(fā)展,預(yù)計(jì)到2008年太陽能多晶硅的需求量將超過電子級(jí)多晶硅。 1994年全世界太陽能電池的總產(chǎn)量只有69MW,而2004年就接近1200MW,在短短的10年里就增長(zhǎng)了17倍。
太陽能電池板應(yīng)用領(lǐng)域
1.用戶太陽能電源:(1)小型電源10-100W不等,用于邊遠(yuǎn)無電地區(qū)如高原、海島、牧區(qū)、邊防哨所等軍民生活用電,如照明、電視、收錄機(jī)等;(2)3-5KW家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng);(3)光伏水泵:解決無電地區(qū)的深水井飲用、灌溉。
2. 交通領(lǐng)域:如航標(biāo)燈、交通/鐵路信號(hào)燈、交通警示/標(biāo)志燈、宇翔路燈、高空障礙燈、高速公路/鐵路無線電話亭、無人值守道班供電等。
3. 通訊/通信領(lǐng)域:太陽能無人值守微波中繼站、光纜維護(hù)站、廣播/通訊/尋呼電源系統(tǒng);農(nóng)村載波電話光伏系統(tǒng)、小型通信機(jī)、士兵GPS供電等。
4. 石油、海洋、氣象領(lǐng)域:石油管道和水庫閘門陰極保護(hù)太陽能電源系統(tǒng)、石油鉆井平臺(tái)生活及應(yīng)急電源、海洋檢測(cè)設(shè)備、氣象/水文觀測(cè)設(shè)備等。
5.燈具電源:如庭院燈、路燈、手提燈、野營(yíng)燈、登山燈、垂釣燈、黑光燈、割膠燈、節(jié)能燈等。
6.光伏電站:10KW-50MW獨(dú)立光伏電站、風(fēng)光(柴)互補(bǔ)電站、各種大型停車廠充電站等。
7.太陽能建筑:將太陽能發(fā)電與建筑材料相結(jié)合,使得未來的大型建筑實(shí)現(xiàn)電力自給,是未來一大發(fā)展方向。
8.其他領(lǐng)域包括:(1)與汽車配套:太陽能汽車/電動(dòng)車、電池充電設(shè)備、汽車空調(diào)、換氣扇、冷飲箱等;(2)太陽能制氫加燃料電池的再電系統(tǒng);(3)海水淡化設(shè)備供電;(4)衛(wèi)星、航天器、空間太陽能電站等。
單晶硅太陽能的光電轉(zhuǎn)換效率的達(dá)到24%,這是所有種類的太陽能電池中光電轉(zhuǎn)換效率的。但是單晶硅太陽能電池的制作成本很大,以至于它還不能被大量廣泛和普遍地使用。多晶硅太陽能電池從制作成本上來講,比單晶硅太陽能電池要便宜一些,但是多晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率則要降低不少,此外,多晶硅太陽能電池的使用壽命也要比單晶硅太陽能電池短。因此,從性能價(jià)格比來講,單晶硅太陽能電池還略好。
研究者發(fā)現(xiàn)有一些化合物半導(dǎo)體材料適于作太陽能光電轉(zhuǎn)化薄膜。例如CdS,CdTe;Ⅲ-V化合物半導(dǎo)體:GaAs,AIPInP等;用這些半導(dǎo)體制作的薄膜太陽能電池表現(xiàn)出很好光電轉(zhuǎn)化效率。具有梯度能帶間隙多元的半導(dǎo)體材料,可以擴(kuò)大太陽能吸收光譜范圍,進(jìn)而提高光電轉(zhuǎn)化效率。使薄膜太陽能電池大量實(shí)際的應(yīng)用呈現(xiàn)廣闊的前景。在這些多元的半導(dǎo)體材料中Cu(In,Ga)Se2是一種性能優(yōu)良太陽光吸收材料。以它為基礎(chǔ)可以設(shè)計(jì)出光電轉(zhuǎn)換效率比硅明顯地高的薄膜太陽能電池,可以達(dá)到的光電轉(zhuǎn)化率為18%。