太阳能电池课程设计

1.摘要

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随着全球煤炭、石油等不可再生能源的减少，以及由这些燃料燃烧带来的温室效应。

我们需要发现一种新能源，太阳能电池将是一个非常宝贵的发明，它会起到不可估量的

作用。太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源。也是清洁能源，不产生任何的环境污

染。当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济

发展的瓶颈时，越来越多的国家开始实行

“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展

的新动力。欧洲一些高水平的核研究机构也开始转向可再生能源。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。

关 键 词 ： 太阳能电池

 硅材料 设计 模拟仿真 结构

2.综 述 ：  中国对太阳能电池的研究起步于 1958 年，20 世纪 80 年代末期，国内先后引

进了多条太阳能电池生产线，使中国太阳能电池生产能力由原来的

3 个小厂的几百 kW

一下子提升到

4 个厂的 4.5MW，这种产能一直持续到 2002 年，产量则只有 2MW 左右。

　　目前，我国已成为全球主要的太阳能电池生产国。

2007 年全国太阳能电池产量达到

1188MW，同比增长 293%。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。

　　太阳能光伏发电在不远的将来会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常

规能源，而且将成为世界能源供应的主体。预计到

2030 年，可再生能源在总绿色环保节

能太阳能能源结构中将占到

30％以上，而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比

也将达到

10％以上；到 2040 年，可再生能源将占总能耗的 50％以上，太阳能光伏发电

将占总电力的

20％以上；到 21 世纪末，可再生能源在能源结构中将占到 80％以上，太

阳能发电将占到

60％以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源

领域重要的战略地位。由此可以看出，太阳能电池市场前景广阔。在太阳能的有效利用当

中，大阳能光电利用是近些年来发展最快，最具活力的研究领域，是其中最受瞩目的项目

之一。

制作太阳能电池主要是以半导体材料为基础，其工作原理是利用光电材料吸收光能后

发生光电于转换反应，根据所用材料的不同，太阳能电池可分为：

1、硅太阳能电池；2、以

无机盐如砷化镓

III-V 化合物、硫化镉、铜铟硒等多元化合物为材料的电池；3、功能高分子材

料制备的大阳能电池；

4、太阳能纳米级电池等。在我的设计中主要阐述的是以硅材料为主

的太阳能电池的结构和工作原理。

3.硅 太 阳 能 电 池 设 计 的 工 作 原 理 与 结 构

　　太阳能电池发电的原理主要是半导体的光电效应，一般的半导体主要结构如下：

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