太阳能电池材料的发展及应用

陶瑞 张海锋 符厚余

摘  要：随着全球经济的高速发展，能源问题日益成为影响全球经济增长的影响因素。而现阶段，人类社会发展更多的依靠化石能源提供能量，这类能源容易对周边环境产生影响。而在众多新能源当中，太阳能凭借其独特的优势被社会各界所重视。开发新能源是现阶段人类发展的关键任务。随着新能源的宣传力度不断加大，现阶段不少太阳能电池材料已经应用到人们的日常生活与工作当中。本文分析太阳能电池材料的发展现状，探究我国太阳能电池材料的发展路径，为我国太阳能电池材料的发展提供可行性建议。

关键词：太阳能电池材料;发展现状;发展路径

近些年，世界各国正在大力投入新能源的建设工作。不可再生能源的消耗带给各国许多不良影响，现阶段环境问题日益严重，不可再生能源的开采所带来的环境问题对社会的发展进步影响巨大。因此新能源的开发成为世界各国现阶段的重要任务。而在新能源领域，太阳能电池材料的应用较为广泛，太阳能电池材料的发展与应用也成为世界各国提升综合实力的一个重要手段。

1太阳能电池材料发展现状

1.1晶体硅太阳能电池的发展现状

1.1.1单晶硅太阳能电池的现状

现阶段这类太阳能电池应用较为广泛，是最为常见的光伏发电材料。相较于其他材料，这类太阳能电池的制造技术更加成熟，能够为更多客户提供优质体验。另一方面这类电池所用的原料纯度较高。也正是因为单晶硅太阳能电池的原料纯度较高，所消耗的原材料较高，所需的前期投入成本较高，难以实现单晶硅太阳能电池大规模的应用。而单晶硅太阳能电池要想克服价格高的问题，就需要解决制造过程当中电能的消耗以及太阳能电池的低平面利用率的问题。

1.1.2多晶硅太阳能电池的现状

多晶硅太阳能电池因为制作成本低的特点受到市场的欢迎。与单晶硅太阳能电池相比，多晶硅太阳能电池制作更加渐变，同时生产过程当中不易出现污染情况。但是现阶段，多晶硅太阳能电池的应用过程当中存在不少缺点，多晶硅太阳能电池的光电转化效率的不足也导致其发展受限。

1.2薄膜太阳能电池的发展现状

现阶段，薄膜太阳能电池主要分为非晶硅薄膜太阳能电池、III?V族化合物薄膜太阳能电池以及II?VI族化合物薄膜太阳能电池三类电池，而现阶段三类电池当中非晶硅薄膜电池的产量最高，该类电池也有着较为突出的优势。薄膜太阳能电池的用料比其他类型电池材料更加节约，同时薄膜太阳能电池组装也更加简单。而薄膜太阳能电池中的三类电池有着不同的作用，侧重方向也有所不同。例如，III?V族化合物薄膜太阳能电池有较高的光电转换率以及耐反射损伤等特点，因此这类电池材料也被应用到宇宙空间。而一些薄膜太阳能电池因为成本低等特点在民间普遍使用。但是现阶段薄膜太阳能电池正处在发展阶段，薄膜太阳能电池依旧存在不少技术瓶颈，技术的限制导致薄膜太阳能电池的发展受到很大限制。

1.3新型太阳能电池

1.3.1有机太阳能电池的现状。

有机太阳能电池目前正在探索，有机太阳能电池不同于无机材料太阳能电池，这类电池的原料较为常见，生产成本低。并且有机太阳能电池加工简便，材料柔性好能够适用于各类场景，但是受到技术限制，目前有机太阳能电池的电池寿命以及光电转化率远不及其他类型的太阳能电池。

1.3.2纳米晶化学太阳能电池的现状

这类电池生产简便并且价格电铃，而使用寿命与性能都比其他类型的电池都更具有优势。但是现阶段纳米晶化学太阳能电池的光电转化效率受到技术限制难以大幅度的提升。

2关于我国太阳能电池材料的发展路径

2.1单晶硅太阳能电池材料的可行性发展路径

单晶硅太阳能电池材料的发展受到价格因素的影响发展不前。因此单晶硅太阳能电池材料制造方就需要适当的降低材料制造成本，选择一些质量适中价格低廉的原材料应用到材料的制作当中。另一方面，提高单晶硅太阳能电池材料的光电转化效率，在电池生产过程当中引入新技术进行加工，进一步提升单晶硅太阳能电池的转化效率。

2.2多晶硅太阳能电池的可行性发展路径

首先提高该类太阳能电池的光电转化效率，应用长晶技术等新型技术来突破多晶硅太阳能电池材料性能提升的技术瓶颈。另一方面通过使用质量更高的原材料来延长多晶硅太阳能电池材料的使用寿命。

2.3薄膜太阳能电池的可行性发展路径

薄膜太阳能电池的组装较为简便，同时该类电池的性能也受到社会各界的一致认可。但是现阶段薄膜太阳能电池的价格过高，导致薄膜太阳能电池的应用范围不高。因此要想扩大薄膜太阳能电池的应用范围，就需要降低该类电池的制造成本，选择引入高科技术降低薄膜太阳能电池的制造成本。另一方面打破垄断，实现电池制造设备的国产化，降低生产运营成本。同时加强对薄膜太阳能电池的研发力度，提高薄膜太阳能电池的光电转化率。

3结束语：

为了减小经济发展对周边环境的影响，社会各界也正在加大对太阳能电池的研究力度。现阶段多类太阳能电池材料成为现阶段国家研发的重点，太阳能电池材料的应用能够有效解决能源污染问题，为我国新时代工业发展提供帮助。

参考文献

[1]  尚修颉.有机太阳能电池的发展概论[J].价值工程，2020，39（3）：254-256.

[2]  杨文忠，徐冰，黄宏深，施亚琤.太阳能电池背板封装材料的发展状况[J].塑料制造，2012（8）：77-80.

[3]  易欣欣.探析太阳能电池材料发展现状[J].电子制作，2018（20）：75-76.

[4]  朱彤珺.浅析我国太阳能电池材料的发展路径[J].信息记录材料，2019，20（11）：10-11.