光伏发电技术发展文献综述
1.1光伏发电发展概况
光伏发电技术是一种基于光生伏特效应把光能转化为电能进而完成发电的技术REF_Re\r\h[1]。光伏电池片是这一技术的关键元件。光伏发电装置主要由三部分组成，分别为控制器、逆变器和太阳电池组件。其中，经过串联包装的光伏电池片装框结构形成了太阳能电池组件REF_Re\r\h[2]。
一百多年前，英国的亚当斯发现了“光电”，即太阳光照射硒半导体材料，就会出现电流，跟伏特电池类似，所以这一现象被称为光生伏特电。不过因为硒材料的光电效应转化率极低，约到1%，根本不能用来生产太阳能电池。经过数十年的发展，在美国的贝尔实验室制造出了人类第一块太阳能电池，是硅材料的，转化率比硒材料高，大概在6%左右，不久就突破到10%。同期间还被开发出一种新式的薄膜太阳能电池，从此拉开了太阳能电池研究的序幕REF_Re\r\h[3]。
早期，由于工艺不成熟且效率低下的问题，只在太空领域开始利用基于硅材料的光伏发电技术。在上世纪五十年代，太阳能电池才广泛应用到太空飞行器的能源支撑方面。随着技术的成熟以及成本不断的降低，太阳能电池逐渐进入到民用领域REF_Re\r\h[4]。
因为大部分光伏太阳能都是把硅作为原材料的REF_Re\r\h[5]。用晶体硅这种半导体材料做电池，理想状态下的光电转换效率大概在30%左右。截止到目前的各类实验数据表明，单晶硅太阳能电池的转换率完全可以到24.7%，应用到实际生产中，较高的能达到20%REF_Re\r\h[6]。普通商用的转换率在13%~16%之间，未来的目标是17%~20%之间。单晶硅属于间接禁带半导体，要做电池储存太阳能就必须要有厚度，否则是无法吸收能量的。从提取到加工单晶硅材料的一系列环节是需要高成本投资，所以是和单晶硅制作的光伏电池费用高成正比的。
对于另一种晶体硅材料的多晶硅太阳能电池的发明较晚于单晶硅太阳能电池，在改革开放初期才开始有相应的研究。随着对其逐步的深入研究，多晶硅材料以其造价低、经济效益高的特点，获得了快速的发展，占据了一半以上的光伏电池材料市场。虽然近十几年，世界光伏市场动荡不安，世界各国之间的竞争不断加剧，但全世界的光伏市场依然能够保持大幅度的增长，这也意味着多晶硅材料太阳能电池有着广阔的发展前景REF_Re\r\h[7]。
光伏太阳能电池的应用与开发很好地解决了不可再生能源消耗量与日俱增的问题，为未来绿色新能源的发展指明了方向。所以为了保障太阳能这种资源能够更好、更有效的使用，必须加大对多晶硅太阳能电池的科研投入，对其加工工艺的不断改进优化以及对先进技术的不断学习REF_Re\r\h[8]。
1.2光伏发电基本原理
可以导电的半导体材料，也就是电子、空穴等实现定向移动的结果。当温度较低时，在晶体中的价电子是不能活动的，被控在原子核的周围，与此同时，导带完全是空的，价带是满的REF_Re\r\h[9]。当温度提升时，部分电子基于受热振动原理，开始脱离原子核的管控，在晶体中做自由运动。此时，这部分自由运动的电子会在其初始位置留下空位，被叫为空穴。正是由于半导体有电子、空穴这两种载流子，其才能导电。
N极结合时可以产生许多载流子，这些载流子自由扩散，由于载流子的自由扩散导致形成一个内建电场，其电流的方向是有N型半导体指向P型半导体，并不断增强强度，P-N结合处会出现空间电荷区，作用于载流子让它们大部分反向移动。此时，当太阳光射在上时，当光能大于P-N结的禁带宽度REF_Re\r\h[10]。由于内建电场的产生，导致载流子不断地运动漂移到空间电荷区的两端，也是由于光能照射P-N结引起载流子运动产生电势。此时在P-N结的外端接通外电路，就会出现电流，这是太阳能光电池工作的原理[10]，也就是光生伏特效应。
1.3光伏发电国内外发展现状
我国在二十世纪六十年代才开始进行了太阳能发电技术的研究，并制造出第一个具有实用价值的太阳能电池REF_Re\r\h[12]。在1995年，为提高新能源产业的竞争力，我国出台了《新能源和可再生能源发展纲要》，制定了发展目标，并要求：在2030年，以清洁能源为主的新兴能源消费占比达到五分之一以上；在2050年，新兴能源消费占比要求达到能源消耗总量的二分之一以上，并形成稳定、高效的现代能源结构体系。在相关政策的支持下，我国的光伏产业从2008年开始不断快速发展，光伏发电装机容