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　　摘要：光伏（Photovoltaic）：是太阳能光伏发电系统（Solar power system）的简称，是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。同时，太阳能光伏发电系统分类，一种是集中式，如大型西北地面光伏发电系统；一种是分布式（以6MW为分界），如工商企业厂房屋顶光伏发电系统，民居屋顶光伏发电系统等。

　　光伏材料是指能将太阳能直接转换成电能的材料。光伏材料又称太阳电池材料，只有半导体材料具有这种功能。第一代太阳能电池主要指单晶硅和多晶硅太阳能电池；第二代太阳能电池主要包括非晶硅薄膜电池和多晶硅薄膜电池。第三代太阳能电池主要指具有高转换效率的一些新概念电池,如染料敏化电池、量子点电池以及有机太阳能电池等。

　　可做太阳电池材料的材料有单晶硅、多晶硅、非晶硅、GaAs、InP、CuInGaSe、CdTe、钙钛矿等。用于空间的有单晶硅、GaAs、InP。用于地面已批量生产的有单晶硅、多晶硅、非晶硅、CIGS、CdTe等。其他尚处于研发阶段。致力于降低材料成本和提高转换效率，使太阳电池的电力价格与火力发电的电力价格竞争，从而为更广泛更大规模应用创造条件。

　　(1)电池片：太阳能电池是把光能直接转换成电能的一种器件。它是用半导体材料制成的。通过太阳光的照射，激发电子空穴对，利用PN结势垒区的静电场实现分离电子空穴对，被分离的电子和空穴，经由电极收集输出到电池体外，形成电流。

　　(2)涂锡铜带：由无氧铜剪切拉直而成，所有外表面都有热镀涂层。涂锡带用于太阳能光伏组件生产时太阳能电池片的电极引出，连接电池片。要求具有较高的焊接操作性、牢固性及柔韧性。

　　(3)EVA：乙烯与醋酸乙烯酯的共聚物，是一种热熔胶粘剂。用来封装电池片，防止外界环境对电池片的电性能造成影响，增强光伏组件的透光性，将电池片、钢化玻璃、背板粘接在一起，具有一定粘接强度，同时对电池光伏组件的电性能输出有增益作用。

　　(4)背板：用作背面保护封装材料，常用的分为T门、TPE和PET，聚乙烯结构。用来增强光伏组件的耐老化、耐腐蚀性能，延长了光伏组件的使用寿命；白色的背板对入射到光伏组件内部的光进行散射，提高了光伏组件的吸光效率，同时因其具有较高的红外发射率，还可降低光伏组件的工作温度；同时提高了光伏组件的绝缘性能。

　　(5)钢化玻璃：用于支撑光伏组件结构，增强光伏组件的承重和载荷，具有透光、减反射透光、阻水、阻气和防腐蚀的作用。

　　(6)铝边框：玻璃外延安装的铝合金边框，起到保护玻璃边缘，加强光伏组件密封性能和提高光伏组件整体机械强度的作用，便于光伏组件的安装和运输。

　　(7)硅胶：用于粘接、密封层压好的玻璃光伏组件，粘接接线盒和背板，并增强光伏组件耐紫外线)接线盒：光伏组件的电气连接装置，对光伏组件引出线起到密封、防水的作用，保护光伏组件系统运行时的安全。

　　光伏发电系统中的半导体材料可以是硅、多晶薄膜或单晶薄膜。硅材料包括单晶硅、多晶硅和非晶硅。

　　期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆单晶硅具有规则的结构，它比多晶硅光电转换率高。非晶硅中的硅原子是随机分布的，其光电转换率也低于单晶硅，但是与晶体硅相比，它能捕捉到更多的光子，同时在非晶硅中添加锗或碳进行合金化可以增强其这一特性。

　　铜铟镓硒（Copper indium gallium seleni,CIGS）、碲化镉(cadmium telluride,CdTe)和薄膜硅都是常用的多晶薄膜材料，而实验室光电转换率较高的材料如砷化镓（gallium arsenide，GaAs）也通常包含单晶硅薄膜材料。上述材料都因其独特的性能而用于特定的光伏发电领域。这些特性包括：结晶度、带隙大小、吸收性能和加工难易程度。

　　具有优良的电荷传输性能、荧光性质和稳定性，在场效应晶体管研究中得到广泛应用。近期，课题组提出全稠环分子设计策略发展高稳定性的光伏受体材料：利用引达省二噻吩取代经典梯形n-型半导体IFDM中心苯环，采用绿色高效分子内双碳氢活化/环化反应，设计合成了稠合九环电子受体新材料ITYM，与传统INCN类受体相比太阳能光伏材料的研究进展，ITYM受体表现出更低的分子重整能和优异的化学、光化学及热稳定性。将ITYM与中带隙聚合物电子给体匹配，实现了接近10%的效率。由于稳定的电子受体材料是有机光伏技术实现商业化应用的关键，全稠环电子受体材料为实现效率高、成本低、稳定好的有机光伏器件开辟了新道路。此外，全稠环受体高的热稳定性还为发展高性能蒸镀型有机太阳能电池创造了新机会。

　　纳米微结构材料的晶粒尺寸与载流子的散射长度是同数量级的,散射速率减小，增长了载流子的收集效率;微结构可以调节能带结构，控制微结构尺寸可以吸收特定能量范围的光子;利用纳米微结构开发叠层电池，可以实现对太阳光谱的全谱吸收;子阱超晶格中的微带效应，可大大提高光电转换效率;低维材料热载流子辐射收集时间比能量弛豫时间短，可以以此开发热载流子电池;子点阵列的量子隧道效应，可以避免很多材料性能对载流子输运产生的限制，抑制载流子复合,提高载流子输运效率。正因如此低维纳米材料，特别是子点材料被认为可以用来开发超高效太阳电池。特别是，上面提高的MEG效应，更是指出了子点材料在高效太阳电池制备中的巨大潜力。但是，这方面的研究仍然属于前沿技术，尽管近年来已经成为了研究热点，但还没有真正开发出具有实用价值的器件。

　　在目前太阳能发电市场,电池材料是以硅材料为主的单晶、多晶硅占据主流市场份额，但是硅材料本身在光伏发电领域仍旧存在许多问题，因此一方面要寻找更为方便易行的硅材料提纯技术,改进硅系光伏发电生产工艺,另一方面应该发展非硅材料应用于光伏发电领域。

　　太阳能材料研究对太阳能光伏发电技术发展起着决定性的作用。每一种新材料的出现，都给太阳电池及太阳能光电利用带来一次变革。因此，对于光伏发电材料,应着重于解决以下问题:

　　(1)不断改良与提升单晶、多晶硅制备工艺，降低杂质影响，提升光电转换效率；(2)发展新型光伏发电材料，如石墨烯、钙钛矿及富勒烯等，尽可能提升其光电转换效率,达到工业化水平，以补充当前太阳能市场硅材料的缺失；(3)电池的制作工艺、电池的使用寿命和稳定性等有待进一步研究和提高。

　　未来，能源将是支撑世界发展的源动力，太阳能资源以近乎无限，光伏发电不产生任何环境污染的优点，成为满足未来社会需求的理想能源。随着光伏发电技术的深入发展，转换效率的逐步提高，系统成本的日趋合理，以及相关的分布式发电技术、智能电网等的完善，光伏发电这种绿色能源将成为未来社会的重要能源。

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