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中国太阳能电池艰难而辉煌的历程-新能源专业论文(1)

发布人: 谜语网 发布时间:2015-10-03 字体: | | 打印文章

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从1958年中国开始研制第一片晶体硅光伏电池以来,到现在已走过半个多世纪。光伏专家、上海交通大学太阳能研究所所长崔容强告诉编辑:“中国的太阳能电池也经历了从无到有、从空间到地面、由军到民、由小到大、由单品种到多品种以及光电转换效率由低到高的艰难而辉煌的历程。” 据统计,从2002年至今,中国太阳能电池产量猛增了77倍。2008年,我国太阳能电池产量约占世界总产量的三分之一,连续两年成为世界第一大太阳能电池生产国。 1839年法国物理学家贝克勒尔首次发现光伏效应;1954年美国贝尔实验室制成第一个单晶硅太阳能电池;1983年美国在加州建立了当时世界上最大的太阳能电厂……人类从来未曾停止过追逐太阳的步伐。 1969年研制完成硅太阳能电池组 1958,我国研制出了首块硅单晶 中科院院士、中科院半导体研究所研究员王占国对编辑说:“美国1957年左右拉出了首块硅单晶,我国1958年也研制出了首块硅单晶,随后,中科院物理新成立的半导体研究室正式开始研发太阳能电池。” 最初,研发出的电池主要用于空间领域。从1958年到1965年间,半导体所研制出的PN结电池效率突飞猛进,10×20mm电池效率稳定在15%,同国际水平相差不大。 1968年至1969年底,半导体所承担了为“实践1号卫星”研制和生产硅太阳能电池板的任务。在研究中,研究人员发现,P+/N硅单片太阳电池在空间中运行时会遭遇电子辐射,造成电池衰减,使电池无法长时间在空间运行。 于是,包括王占国在内的6人小组开始进行人造卫星用硅太阳电池辐照效应研究,实验过程中,由于技术不成熟、设备落后,致使王占国的右手严重电子灼伤,从此他一直饱受痛苦,直到1978年夏天进行植皮手术才有所缓解。编辑注意到,王占国院士右手手背上有一些黑色的褶皱,这正是老一辈科学家殚精竭虑献身科学的印记。 经过刻苦攻关,实验结果给研究人员带来巨大惊喜。王占国院士介绍,NP结硅太阳电池抗电子辐照的能力比PN结硅电池大几十倍!随后,半导体所做出了将硅PN电池改为NP定型投产的决定,生产出了5690片NP结硅太阳电池,其中达到空间应用要求的成品3350片,圆满完成了“实践1号”卫星用太阳能电池板的研制、生产任务。1971年实践1号发射升空,在8年的寿命期内,太阳电池功率衰降不到15%,该项目在1978年全国科学大会上获重大成果奖。 1969年,半导体所停止了硅太阳电池研发,随后,天津18所为东方红二号、三号、四号系列地球同步轨道卫星研制生产太阳电池阵。 王占国院士说:“70年代末,我国与国际同期开展了砷化镓太阳能电池研究,该电池具有很高的光发射和光吸收系数,1999年,2×2cm2电池的转换效率达22%。” 1975年宁波、开封先后成立太阳电池厂,电池制造工艺模仿早期生产空间电池的工艺,太阳能电池的应用开始从空间降落到地面。 1998,我国太阳能产业有了第一个“吃螃蟹”的人 上世纪80年代开始,我国太阳能电池开始进入萌芽期,研发工作在各地次第展开,但进展缓慢。 崔容强介绍说,1986年国家计委在农村能源“1986—1990年第七个五年计划”中列出了《太阳电池》专题,全国有6所大学和6个研究所开始进行晶体硅电池等的研究。 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,包括云南半导体厂从加拿大引进的1MW(兆瓦)生产线等,使中国太阳能电池的生产能力由原来的几百KW(千瓦)一下子提升到4.5MW,这种产能一直持续到2002年,产量则只有2MW左右。 “90年代中末期为我国太阳电池稳步发展期,经过引进、消化、吸收和再创新,太阳电池生产技术和工艺得到稳定发展和提高,生产量稳步增长,基本满足了国内市场的需要并有极少量的出口。”崔容强说。

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