太陽能電池發(fā)展歷史獨(dú)家收集整理

1、太陽能電池的發(fā)展歷史 太陽能光伏發(fā)電最核心的器件太陽電池。 從 1839 年法國(guó)科學(xué)家 E. Becquerel 發(fā)現(xiàn)液體的光生伏特效應(yīng) （簡(jiǎn)稱光伏現(xiàn)象） 算起，太陽能電池已經(jīng)經(jīng)過了 160 多年的漫長(zhǎng)的發(fā) 展歷史。從總的發(fā)展來看， 基礎(chǔ)研究和技術(shù)進(jìn)步都起到了積極推進(jìn)的 作用。對(duì)太陽電池的實(shí)際應(yīng)用起到?jīng)Q定性作用的是美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室三 位科學(xué)家關(guān)于單晶硅太陽電池的研制成功， 在太陽電池發(fā)展史上起到 里程碑的作用。 至今為止， 太陽能電池的基本結(jié)構(gòu)和機(jī)理沒有發(fā)生改 變。太陽電池后來的發(fā)展主要是薄膜電池的研發(fā)，如非晶硅太陽電 池、CIS太陽電池、CdTe太陽電池和納米燃料敏化太陽電池等，此外 主要的是

2、生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步， 如絲網(wǎng)印刷、 多晶硅太陽電池生產(chǎn)工藝的 成功開發(fā)，特別是氮化硅薄膜的減反射和鈍化技術(shù)的建立以及生產(chǎn)工 藝的高度自動(dòng)化等?；仡櫄v史有利于了解光伏技術(shù)的發(fā)展歷程，按時(shí)間的發(fā)展順序， 將于太陽電池發(fā)展有關(guān)的歷史事件匯總?cè)缦拢?893 年法國(guó)實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家 E.Becquerel 發(fā)現(xiàn)液體的光生伏特效 應(yīng)，簡(jiǎn)稱為光伏效應(yīng)。1877年W.G.Adam列R.E.Day研究了硒（Se）的光伏效應(yīng)，并 制作第一片硒太陽能電池。1883 年美國(guó)發(fā)明家 CharlesFritts 描述了第一塊硒太陽能電池 的原理。1904年Hallwachs發(fā)現(xiàn)銅與氧化亞銅（Cu/Cu2Q結(jié)合在一起具 有光敏特性

3、；德國(guó)物理學(xué)家愛因斯坦（ AlbertEinstein ）發(fā)表關(guān)于光 電效應(yīng)的論文。1918年波蘭科學(xué)家 Czochralski 發(fā)展生長(zhǎng)單晶硅的提拉法工藝1921 年德國(guó)物理學(xué)家愛因斯坦由于 1904 年提出的解釋光電效應(yīng) 的理論獲得諾貝爾（Nobel）物理獎(jiǎng)。1930年B.Lang研究氧化亞銅/銅太陽能電池，發(fā)表“新型光伏 電池”論文； W.Schottky 發(fā)表“新型氧化亞銅光電池”論文。1932年Audobert和Stora發(fā)現(xiàn)硫化鎘（CdS）的光伏現(xiàn)象。1933 年 L.O.Grondahl 發(fā)表“銅 - 氧化亞銅整流器和光電池”論 文.1951 年生長(zhǎng) p-n 結(jié)，實(shí)現(xiàn)制備單晶鍺電

4、池。1953年Wayne州立大學(xué)DanTrivich博士完成基于太陽光普的具 有不同帶隙寬度的各類材料光電轉(zhuǎn)換效率的第一個(gè)理論計(jì)算。1954年RCA實(shí)驗(yàn)室的P.Rappaport等報(bào)道硫化鎘的光伏現(xiàn)象， （RCA:RadioCorporationofAmerica, 美國(guó)無線電公司 ）。貝爾（Bell）實(shí)驗(yàn)室研究人員D.M.Chapin,C.S.Fuller 和G.L.Pearson 報(bào)道 4.5%效率的單晶硅太陽能電池的發(fā)現(xiàn)， 幾個(gè)月后效 率達(dá)到 6%。1955 年西部電工（ WesternElectric ）開始出售硅光伏技術(shù)商業(yè) 專利，在亞利桑那大學(xué)召開國(guó)際太陽能會(huì)議，Hofman電子推

5、出效率 為2%的商業(yè)太陽能電池產(chǎn)品，電池為14mW片，25美元/片，相當(dāng)于 1785USD/W。1956 年 P.Pappaport,J.J.Loferski 和 E.G.Linder 發(fā)表“鍺和 硅 p-n 結(jié)電子電流效應(yīng)”的文章1957年Hoffman電子的單晶硅電池效率達(dá)到 8%D.M.Chapin,C.S.Fuller 和 G.L.Pearson 獲得“太陽能轉(zhuǎn)換器件”專 利權(quán)。1958年美國(guó)信號(hào)部隊(duì)的T.Mandelkorn制成n/p型單晶硅光伏電 池，這種電池抗輻射能力強(qiáng)，這對(duì)太空電池很重要； Hoffman電子的 單晶硅電池效率達(dá)到 9%；第一個(gè)光伏電池供電的衛(wèi)星先鋒 1 號(hào)發(fā)射

6、， 光伏電池100c m2 , 0.1W,為一備用的5mV話筒供電。1959年Hoffman電子實(shí)現(xiàn)可商業(yè)化單晶硅電池效率達(dá)到10%并通過用網(wǎng)柵電極來顯著減少光伏電池串聯(lián)電阻；衛(wèi)星探險(xiǎn)家 6 號(hào)發(fā) 射，共用9600片太陽能電池列陣，每片2c m,共20W1960年Hoffman電子實(shí)現(xiàn)單晶硅電池效率達(dá)到 14%1962 年第一個(gè)商業(yè)通訊衛(wèi)星 Telstar 發(fā)射,所用的太陽能電池 功率 14W。1962 年第一個(gè)商業(yè)通訊衛(wèi)星 Telstar 發(fā)射,所用的太陽能電池 功率 14W。1962 年第一個(gè)商業(yè)通訊衛(wèi)星 Telstar 發(fā)射,所用的太陽能電池 功率 14W。1963 年 Sharp 公司

7、成功生產(chǎn)光伏電池組件；日本在一個(gè)燈塔安裝242W光伏電池陣列，在當(dāng)時(shí)是世界最大的光伏電池陣列。1964年宇宙飛船“光輪發(fā)射”，安裝 470W的光伏陣列。1965年 PeterGlaser 和 A.D.Little 提出衛(wèi)星太陽能電站構(gòu)思。1966年帶有1000W光伏陣列大軌道天文觀察站發(fā)射。1972 年法國(guó)人在尼日爾一鄉(xiāng)村學(xué)校安裝一個(gè)硫化鎘光伏系統(tǒng)， 用于教育電視供電。1973 年美國(guó)特拉華大學(xué)建成世界第一個(gè)光伏住宅。1974年日本推出光伏發(fā)電的“陽光計(jì)劃”； Tyco 實(shí)驗(yàn)室生長(zhǎng)第 一塊EFG晶體硅帶，25mm寬，457mm長(zhǎng)(EFG:EdgedefinedFilmFed-Growth ，定

8、邊喂膜生長(zhǎng) ) 。1977 年世界光伏電池超過 500KW；D.E.Carlson 和 C.R.Wronski 在W.E.Spear的1975年控制p-n結(jié)的工作基礎(chǔ)上制成世界上第一個(gè) 非晶硅(a-Si)太陽能電池。1979 年世界太陽能電池安裝總量達(dá)到 1MW。1980年ARC汰陽能公司是世界上第一個(gè)年產(chǎn)量達(dá)到 1MW光伏電 池生產(chǎn)廠家；三洋電氣公司利用非晶硅電池率先制成手持式袖珍計(jì)算 器，接著完成了非晶硅組件批量生產(chǎn)并進(jìn)行了戶外測(cè)試。1981 年名為 SolarChallenger 的光伏動(dòng)力飛機(jī)飛行成功。1982 年世界太陽能電池年產(chǎn)量超過 9.3MW。1983年世界太陽能電池年產(chǎn)量超過

9、 21.3MV；名為SolarTrek的 1KW光伏動(dòng)力汽車穿越澳大利亞，20天內(nèi)行程達(dá)到4000Km.1984年面積為929c川的商品化非晶硅太陽能電池組件問世。1985年單晶硅太陽能電池售價(jià)10USD/W澳大利亞新南威爾土大 學(xué) MartinGreen 研制單晶硅的太陽能電池效率達(dá)到 20%。1986年6月，ARCOSola發(fā)布G-4000世界首例商用薄膜電池“動(dòng)力組件”。1987年11月，在3100Km穿越澳大利亞的PentaxWorldSolarChallengePV-動(dòng)力汽車競(jìng)賽上，GMSunraycer獲勝, 平均時(shí)速約為 71km/h。1990 年世界太陽能電池年產(chǎn)量超過 46.

10、5MW。1991年世界太陽能電池年產(chǎn)量超過 55.3MV；瑞士 Gratzel教授 研制的納米 TiO2 染料敏化太陽能電池效率達(dá)到 7%。1992 年世界太陽能電池年產(chǎn)量超過 57.9MW。1 993年世界太陽能電池年產(chǎn)量超過 60.1MW。1994 年世界太陽能電池年產(chǎn)量超過 69.4MW。77.7MV；光伏電池安裝總量1995 年世界太陽能電池年產(chǎn)量超過達(dá)到 500MW。1996 年世界太陽能電池年產(chǎn)量超過 88.6MW。1 997年世界太陽能電池年產(chǎn)量超過 125.8MW。151.7MV；多晶硅太陽能電池1998年世界太陽能電池年產(chǎn)量超過產(chǎn)量首次超過單晶硅太陽能電池。1999年世界太陽

11、能電池年產(chǎn)量超過 201.3MV；美國(guó)NRE啲M.A.Contreras等報(bào)道銅銦錫（CIS）太陽能電池效率達(dá)到18.8%;非 晶硅太陽能電池占市場(chǎng)份額 12.3%。2000 年世界太陽能電池年產(chǎn)量超過 399MW; WuX，. DhereR.G.，AibinD.S.等報(bào)道碲化鎘（CdT）太陽能電池效率達(dá)到16.4%;單晶 硅太陽能電池售價(jià)約為 3USD/W。2002年世界太陽能電池年產(chǎn)量超過 540MW多晶硅太陽能電池售 價(jià)約為 2.2USD/W。2003年世界太陽能電池年產(chǎn)量超過 760MW；德國(guó)FraunhoferlSE 的 LFC(Laserfired-contact)晶體硅太陽能電池

12、效率達(dá)到 20%。2004年世界太陽能電池年產(chǎn)量超過 1200MW德國(guó)FraunhoferlSE 多晶硅太陽能電池效率達(dá)到 20.3%；非晶硅太陽能電池占市場(chǎng)份額 4.4%，降為 1999 年的 1/3 , CdTe占 1.1%;而 CIS 占 0.4%。2005年世界太陽能電池年產(chǎn)量 1759MW。2006 年世界太陽能電池年產(chǎn)量 2500MW。2007 年世界太陽能電池年產(chǎn)量 4450MW。2008 年世界太陽能電池年產(chǎn)量 7900MW。2009年世界太陽能電池年產(chǎn)量 10700MW。2010年世界太陽能電池年產(chǎn)量將達(dá) 15200MW.我國(guó)太陽能發(fā)電發(fā)展歷史1958，我國(guó)研制出了首塊硅單晶

13、1968年至 1969年底，半導(dǎo)體所承擔(dān)了為“實(shí)踐 1 號(hào)衛(wèi)星”研制 和生產(chǎn)硅太陽能電池板的任務(wù)。在研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)，P+/N硅單片太陽電池在空間中運(yùn)行時(shí)會(huì)遭遇電子輻射， 造成電池衰減， 使電 池?zé)o法長(zhǎng)時(shí)間在空間運(yùn)行。1969 年，半導(dǎo)體所停止了硅太陽電池研發(fā)，隨后，天津 18所為 東方紅二號(hào)、三號(hào)、四號(hào)系列地球同步軌道衛(wèi)星研制生產(chǎn)太陽電池陣。1975 年寧波、開封先后成立太陽電池廠，電池制造工藝模仿早 期生產(chǎn)空間電池的工藝，太陽能電池的應(yīng)用開始從空間降落到地面。1998年，我國(guó)政府開始關(guān)注太陽能發(fā)電，擬建第一套3MV多晶硅電池及應(yīng)用系統(tǒng)示范項(xiàng)目， 這個(gè)消息讓現(xiàn)在的天威英利新能源有限 公司

14、的董事長(zhǎng)苗連生看到了一線曙光。 可是，當(dāng)時(shí)太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展前 景尚不明朗， 加之受政策因素制約， 令不少人對(duì)這一新能源項(xiàng)目望而 卻步。在合作伙伴退出的情況下，苗連生毅然逆勢(shì)而上，爭(zhēng)取到了這 個(gè)項(xiàng)目的批復(fù)，成為中國(guó)太陽能產(chǎn)業(yè)第一個(gè)“吃螃蟹”的人。2001年，無錫尚德建立10MWp兆瓦）太陽電池生產(chǎn)線獲得成功， 2002年9月，尚德第一條10MW太陽電池生產(chǎn)線正式投產(chǎn)，產(chǎn)能相當(dāng) 于此前四年全國(guó)太陽電池產(chǎn)量的總和， 一舉將我國(guó)與國(guó)際光伏產(chǎn)業(yè)的 差距縮短了 15 年。2003 到 2005年，在歐洲特別是德國(guó)市場(chǎng)拉動(dòng)下，尚德和保定 英利持續(xù)擴(kuò)產(chǎn)， 其他多家企業(yè)紛紛建立太陽電池生產(chǎn)線， 使我國(guó)太陽 電池的

15、生產(chǎn)迅速增長(zhǎng)。2004 年，洛陽單晶硅廠與中國(guó)有色設(shè)計(jì)總院共同組建的中硅高 科自主研發(fā)出了 12 對(duì)棒節(jié)能型多晶硅還原爐， 以此為基礎(chǔ)， 2005年， 國(guó)內(nèi)第一個(gè) 300 噸多晶硅生產(chǎn)項(xiàng)目建成投產(chǎn)， 從而拉開了中國(guó)多晶硅 大發(fā)展的序幕。2007，我國(guó)成為生產(chǎn)太陽電池最多的國(guó)家，產(chǎn)量從 2006年的 400MV一 躍達(dá)到 1088MW/2008 年，我國(guó)太陽電池產(chǎn)量達(dá)到 2600MW。2009年，我國(guó)太陽電池產(chǎn)量達(dá)到 4000MW表1 : 2000 2009年全球太陽能電池產(chǎn)量變化情況（單位；MW年份2000200120022003200420052006200720082009美國(guó)74.97100.3120103.2140154202266.1432600日本128.6172.4251363.9160283392892013001800世界其他20.0222.94573.889102314663.1668500歐洲60.6673.9135