光伏電池研究方向與發展前景探討

袁潔平

摘 要：隨著生產力與經濟的不斷發展與提高，當前社會對資源能源的需求量也在不斷增長而如今我們不是單純追求金山銀山等物質資料的生產發展，更需要青山綠水的可持續發展。而太陽能作為大自然饋贈給人類的一筆財富，給人類的可持續發展提供了新的發展機遇。光伏電池利用太陽能為人類生產發展提供新的資源，實現綠色清潔可持續發展，有著更加廣闊的發展前景。本篇將著眼于對光伏電池的研究方向，并對其未來的發展做出初步預測。

關鍵詞：光伏電池；太陽能；清潔能源

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.059

太陽能是大自然對人類的一筆饋贈，是取之不竭用之不盡的綠色清潔能源。隨著經濟生產力的不斷發展與提高，必然對能源資源的要求不斷增長，而人類社會發展中吸取歷史教訓與經驗，不再盲目開發利用有限的不可再生資源。與此同時，人們將著眼于對綠色清潔能源的開發利用[1]。太陽能憑借著綠色清潔、可再生、低成本等優勢被人們青睞。與之相應，太陽能領域的應用與研究在近些年越來越受到更多人的關注，太陽能的應用也不斷推廣到更多的生產領域中。其中不得不提的一項成就則是光伏電池的開發與利用。那么什么是光伏電池？太陽能光伏電池，是指通過高端科學技術的運用，能夠將太陽能直接轉換為電能。目前光伏電池的材質選擇為硅材質。光伏電池屬于太陽能太遲的一種，其發展趨勢如雨后春筍不斷節節升高，是一項具有旺盛生命力的發展領域。光伏電池屬于硅太陽能電池的一種，硅之所以能夠成為太陽能電池的主要材料大概可以分為以下幾個原因。（1）硅材質的光電轉換效率較高。只有保證高轉換效率才能保證對太陽能資源的最高利用率。（2）硅材質的禁帶寬度適宜。硅作為一種半導體材料其寬度符合要求。（3）秉承綠色清潔可持續發展的理念，硅材質本身對環境不會造成污染。（4）硅材質成本適宜，且在日程生活中屬于可工業化生產的材質。（5）硅材質的性能比其他材質更加穩定，安全性與可靠性較高。以上五點是對光伏電池選擇硅作為其主要材質的原因分析。那么隨著人類科學技術的不斷提高，對新型材料的開發與利用也不斷發展，光伏電池成為一項具有生命力的發展產業。下文會對光伏電池的現狀研做出介紹和分析，并預測其將來的發展狀況。

1 光伏電池的種類

1.1 多晶硅太陽能電池

多晶硅電池是代表光伏電池基體材料的選擇，那么多晶硅電池就是那些以多晶硅為基體的光伏電池。其產生的根本原因在于，多晶硅太陽能電池的生產成本更低于其他種類的硅太陽能電池，生產成本的降低，更易于人們的認可和接受，因此擁有更加廣闊的消費市場。多晶硅與單晶硅材質的不同主要在于兩者在制造過程中所用工藝的區別，多晶硅的制造過程是應用的澆鑄，而單晶硅的制造過程是應用的拉制技術，因此多晶硅的生產時間遠遠低于單晶硅材質的生產過程。單位時間內生產力的提高，勞動成本的下降，必然價格隨之下降，多晶硅在價格上取得的優勢，使其有著廣闊的銷售市場[2]。除此之外，在材質選擇上我們還需要考慮的因素是材質在應用于電池光組時，其轉換效率是否達到最高，以此作為切入點，我們可以發現。單晶硅電池的形狀是圓形，而電池光組同樣是圓形，當將單晶硅應用在光組件時則會發現，此時單晶硅的轉換效率略低。綜上兩個原因，則是多晶硅太陽能電池深受歡迎分析說明。基于此做出多晶硅電池的發展前景將由于單晶硅電池的發展前景的預測。

1.2 單晶硅太陽能電池

單晶硅太陽能電池是人類社會開發利用最早的一項綠色清潔能源，發展到目前為止，其制作的工藝基本已經形成了固定的模式，單晶硅電池的制作工藝是采取復拉的手段，將材質做成單晶硅硅棒，在以單晶硅硅棒為基礎材料經過一系列的加工工藝（成形、拋磨、清洗等）做成單晶硅太陽能電池的原始材料。一般來說，單硅太陽能的轉換效率保持在百分之十五左右，在實驗室的實驗研究中也存在單硅太陽能電池的的轉換達到百分之二十以上的情況。單晶硅太陽能電池通過改變其不同方式的排列組合，將其應用于人類生活的各個領域。

2 光伏電池的發展現狀與前景

2.1 光伏電池發展的現狀及問題

從太陽能電池的開發應用到今天充滿生命力，太陽能電池在剛開始開發時，其使用壽命就只有五至十年，隨后又增長至十至二十年，在2000年時，光伏太陽能電池的壽命才達到二十五年以上。而就是在2000年光伏太陽能電池的發展遇到了機遇和挑戰，2000年人們遇到自然氣候的變化，首先就是全球氣候變暖，人們反思自己用自然環境的破壞，資源的衰竭利用作為籌碼交換經濟的增長。在溫室效應的催促下，人們開始尋找新的可持續發展之路，太陽能作為一項清潔綠色、取之不盡用之不竭的資源被人們開發并且利用。在這里值得一提的是德國作為先進的環保國家對清潔能源的利用做出的貢獻，在2005年德國提出新的法規，圍繞著環保建筑提出，這一法規的提出造成了太陽能板需求量在全球暴增的現象，市場需求量的增長必然帶動著相關產業的成長與發展。

太陽能電池在有著請求綠色環保等一系列優點的同時，也不可避免的存在著缺點。首先，太陽能是對太陽光線的利用，那么其利用原理就必然導致一個不可避免的缺點，在夜間沒有陽光時，太陽能電池不能發電的缺點不可以忽略。有人提出，太陽能等綠色能源只是作為一種應急方式存在，只要的能源利用還是石油等。也有人提出，可以通過改變儲存方式，將能量轉換為其他形式的能量存儲在電池中，在葉問沒有太陽的時候釋放出來即可。可是當前太陽能電池還存在著成本相比較而言較高的問題，并沒有真正做到在日常生活中的普及。無法做到成本合理且大面積普及。但是隨著科學技術的研究與進步發展，人們可持續發展的環保意識不斷提高，太陽能成本在不久的將來一定不負眾望的大幅降低。

3 總結

綠色清潔能源的開發和使用把光伏電池這個新興產業帶進了我們的視線里，光伏電池因其符合綠色清潔和可持續發展的理念，而日益被社會關注。當今社會機遇與挑戰并存，所以光伏電池產業在擁有其得天獨厚的優勢之外，需要抓住機遇勇于接受挑戰，不斷更新提高技術，符合社會潮流，必然打開一篇嶄新的輝煌篇章。

參考文獻 ：

[1]陳哲艮，金步平.一種新型太陽電池的設計[J].太陽能學報， 1999，20（03）：229-232.

[2]呂笑梅，方靖淮，陸祖宏.敏化TiO2納米晶太陽能電池[J].功能材料，1998，29（06）：574-577.