光伏电池研究方向与发展前景探讨

袁洁平

摘 要：随着生产力与经济的不断发展与提高，当前社会对资源能源的需求量也在不断增长而如今我们不是单纯追求金山银山等物质资料的生产发展，更需要青山绿水的可持续发展。而太阳能作为大自然馈赠给人类的一笔财富，给人类的可持续发展提供了新的发展机遇。光伏电池利用太阳能为人类生产发展提供新的资源，实现绿色清洁可持续发展，有着更加广阔的发展前景。本篇将着眼于对光伏电池的研究方向，并对其未来的发展做出初步预测。

关键词：光伏电池；太阳能；清洁能源

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

太阳能是大自然对人类的一笔馈赠，是取之不竭用之不尽的绿色清洁能源。随着经济生产力的不断发展与提高，必然对能源资源的要求不断增长，而人类社会发展中吸取历史教训与经验，不再盲目开发利用有限的不可再生资源。与此同时，人们将着眼于对绿色清洁能源的开发利用[1]。太阳能凭借着绿色清洁、可再生、低成本等优势被人们青睐。与之相应，太阳能领域的应用与研究在近些年越来越受到更多人的关注，太阳能的应用也不断推广到更多的生产领域中。其中不得不提的一项成就则是光伏电池的开发与利用。那么什么是光伏电池？太阳能光伏电池，是指通过高端科学技术的运用，能够将太阳能直接转换为电能。目前光伏电池的材质选择为硅材质。光伏电池属于太阳能太迟的一种，其发展趋势如雨后春笋不断节节升高，是一项具有旺盛生命力的发展领域。光伏电池属于硅太阳能电池的一种，硅之所以能够成为太阳能电池的主要材料大概可以分为以下几个原因。（1）硅材质的光电转换效率较高。只有保证高转换效率才能保证对太阳能资源的最高利用率。（2）硅材质的禁带宽度适宜。硅作为一种半导体材料其宽度符合要求。（3）秉承绿色清洁可持续发展的理念，硅材质本身对环境不会造成污染。（4）硅材质成本适宜，且在日程生活中属于可工业化生产的材质。（5）硅材质的性能比其他材质更加稳定，安全性与可靠性较高。以上五点是对光伏电池选择硅作为其主要材质的原因分析。那么随着人类科学技术的不断提高，对新型材料的开发与利用也不断发展，光伏电池成为一项具有生命力的发展产业。下文会对光伏电池的现状研做出介绍和分析，并预测其将来的发展状况。

1 光伏电池的种类

1.1 多晶硅太阳能电池

多晶硅电池是代表光伏电池基体材料的选择，那么多晶硅电池就是那些以多晶硅为基体的光伏电池。其产生的根本原因在于，多晶硅太阳能电池的生产成本更低于其他种类的硅太阳能电池，生产成本的降低，更易于人们的认可和接受，因此拥有更加广阔的消费市场。多晶硅与单晶硅材质的不同主要在于两者在制造过程中所用工艺的区别，多晶硅的制造过程是应用的浇铸，而单晶硅的制造过程是应用的拉制技术，因此多晶硅的生产时间远远低于单晶硅材质的生产过程。单位时间内生产力的提高，劳动成本的下降，必然价格随之下降，多晶硅在价格上取得的优势，使其有着广阔的销售市场[2]。除此之外，在材质选择上我们还需要考虑的因素是材质在应用于电池光组时，其转换效率是否达到最高，以此作为切入点，我们可以发现。单晶硅电池的形状是圆形，而电池光组同样是圆形，当将单晶硅应用在光组件时则会发现，此时单晶硅的转换效率略低。综上两个原因，则是多晶硅太阳能电池深受欢迎分析说明。基于此做出多晶硅电池的发展前景将由于单晶硅电池的发展前景的预测。

1.2 单晶硅太阳能电池

单晶硅太阳能电池是人类社会开发利用最早的一项绿色清洁能源，发展到目前为止，其制作的工艺基本已经形成了固定的模式，单晶硅电池的制作工艺是采取复拉的手段，将材质做成单晶硅硅棒，在以单晶硅硅棒为基础材料经过一系列的加工工艺（成形、抛磨、清洗等）做成单晶硅太阳能电池的原始材料。一般来说，单硅太阳能的转换效率保持在百分之十五左右，在实验室的实验研究中也存在单硅太阳能电池的的转换达到百分之二十以上的情况。单晶硅太阳能电池通过改变其不同方式的排列组合，将其应用于人类生活的各个领域。

2 光伏电池的发展现状与前景

2.1 光伏电池发展的现状及问题

从太阳能电池的开发应用到今天充满生命力，太阳能电池在刚开始开发时，其使用寿命就只有五至十年，随后又增长至十至二十年，在2000年时，光伏太阳能电池的寿命才达到二十五年以上。而就是在2000年光伏太阳能电池的发展遇到了机遇和挑战，2000年人们遇到自然气候的变化，首先就是全球气候变暖，人们反思自己用自然环境的破坏，资源的衰竭利用作为筹码交换经济的增长。在温室效应的催促下，人们开始寻找新的可持续发展之路，太阳能作为一项清洁绿色、取之不尽用之不竭的资源被人们开发并且利用。在这里值得一提的是德国作为先进的环保国家对清洁能源的利用做出的贡献，在2005年德国提出新的法规，围绕着环保建筑提出，这一法規的提出造成了太阳能板需求量在全球暴增的现象，市场需求量的增长必然带动着相关产业的成长与发展。

太阳能电池在有着请求绿色环保等一系列优点的同时，也不可避免的存在着缺点。首先，太阳能是对太阳光线的利用，那么其利用原理就必然导致一个不可避免的缺点，在夜间没有阳光时，太阳能电池不能发电的缺点不可以忽略。有人提出，太阳能等绿色能源只是作为一种应急方式存在，只要的能源利用还是石油等。也有人提出，可以通过改变储存方式，将能量转换为其他形式的能量存储在电池中，在叶问没有太阳的时候释放出来即可。可是当前太阳能电池还存在着成本相比较而言较高的问题，并没有真正做到在日常生活中的普及。无法做到成本合理且大面积普及。但是随着科学技术的研究与进步发展，人们可持续发展的环保意识不断提高，太阳能成本在不久的将来一定不负众望的大幅降低。

3 总结

绿色清洁能源的开发和使用把光伏电池这个新兴产业带进了我们的视线里，光伏电池因其符合绿色清洁和可持续发展的理念，而日益被社会关注。当今社会机遇与挑战并存，所以光伏电池产业在拥有其得天独厚的优势之外，需要抓住机遇勇于接受挑战，不断更新提高技术，符合社会潮流，必然打开一篇崭新的辉煌篇章。

参考文献 ：

[1]陈哲艮，金步平.一种新型太阳电池的设计[J].太阳能学报， 1999，20（03）：229-232.

[2]吕笑梅，方靖淮，陆祖宏.敏化TiO2纳米晶太阳能电池[J].功能材料，1998，29（06）：574-577.