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太陽能行業(yè)面臨著復(fù)雜的政治 鏈障礙。從材料短缺到關(guān)稅等現(xiàn)實(shí)存在以及 、監(jiān)管和供應(yīng) 可能出現(xiàn)的挑戰(zhàn)往往被用作駁斥太陽能有效 性的論據(jù)的基礎(chǔ)。 光伏效應(yīng)最早于 19世紀(jì)由法國物理學(xué)家 Edmond 室研制出第一個實(shí)用的硅太陽能電池 Becquerel發(fā)現(xiàn)。1954年，貝爾實(shí)驗(yàn) 1。然而， 由于研發(fā)時間不足 太陽能電池效率低下 和技術(shù)尚不完善 。

2020年以來，太陽能已成為地球上便宜的可再生能源。國際可再生能源機(jī)構(gòu) 2指出，近三分之二（62%）的風(fēng)能和太陽能等可再生能源比便宜的新礦物 燃料價格更低。 能農(nóng)場正在取得業(yè)務(wù)進(jìn)展 太陽能領(lǐng)域的科學(xué)和商業(yè)進(jìn)步仍然很活躍；盡管面臨不斷變化的挑戰(zhàn) 。玻璃、硅和聚合物等關(guān)鍵材料的創(chuàng)新突破也在推動技術(shù)的發(fā)展 ，但越來越多的太陽 。 同時 組件所需的特性 ，科學(xué)家們也更加依賴于完善的分析解決方案來測試 。 電池、硅晶片和互連器等太陽能 全球聚合物光伏太陽能技術(shù)（光伏）或光伏電力市場預(yù)計(jì)將從2020年的766億美元增長到 2025年的1131億美元，復(fù)合年增長率（CAGR）為8.1%3。

從生產(chǎn)能力的角度來看 生產(chǎn)的光伏組件已經(jīng)高達(dá) ，2003 130千兆瓦 年，世界范圍的太陽能生產(chǎn)能力為 。在短短17年內(nèi)，太陽能產(chǎn)量已增加 750兆瓦， 150 2019 多倍 年 ， ， 這意 全球 味著我們即將步入兆兆瓦時代。最新數(shù)據(jù)顯示，2021年全球太陽能產(chǎn)量達(dá)到175千兆瓦， 證明了產(chǎn)量持續(xù)增長的趨勢 兆字節(jié)的光伏設(shè)備。在未來兩三年內(nèi)，各大廠商將在全球范圍內(nèi)安裝內(nèi)存超過一 ，其次是北美（2021年超過歐洲）、歐 洲（目前位列第三）、印度和日本。這些國家的光伏安裝量占2020年全球總安裝量的 88 西班牙 %4。 、 2021 法國 年的數(shù)據(jù)顯示 、巴西和美國 ， ） 前 的光伏安裝量約占全球年度光伏市場的 10個國家（澳大利亞、中國、印度、 74 日本 %， 、 與 韓國 2020 、德國 年相比 、 略有下降5。

隨著太陽能行業(yè)的不斷成熟 正各種曾經(jīng)導(dǎo)致增長緩慢的問題 ，該行業(yè)開始努力解決和糾 。例如，該行業(yè)曾經(jīng)需 已經(jīng)不再需要 要提供安裝補(bǔ)貼 提供 ， ， 特別是對于光照不足的地區(qū) 因?yàn)檫@些地區(qū)已經(jīng)能夠產(chǎn)生大量的 。但現(xiàn)在 太陽能 產(chǎn)量翻了一番 。另外 。 ， 如今 光伏組件的平均價格下降了 ，太陽能行業(yè)面臨的更大瓶頸是能 20%，同時 源儲存問題 存或者分享/ 。 出售這些剩余的能源 當(dāng)能源產(chǎn)量超出需求量時 ？

新興太陽能電池技術(shù)的最大挑戰(zhàn)：過期的硅組件 晶體硅是光伏領(lǐng)域用于生產(chǎn)太陽能電池的最重要的半導(dǎo) 體材料，占據(jù)光伏市場95%的份額。雖然一些硅組件已 使用超過40年，但其生產(chǎn)功率仍保持在初始功率的80%。碲化鎘 鎵硒（CIGS （CdTe ） ） 太陽能電池在市場上也有銷售 薄膜技術(shù)獲得了少量的份額 ，但其市場 。銅銦 份額小于晶體硅。

新興技術(shù)包括有機(jī)光伏太陽能電池、染料敏化太陽能電 池或鈣鈦礦太陽能電池。到目前為止，有機(jī)光伏太陽能 電池和染料敏化太陽能電池已被證明是低效的，并可能 導(dǎo)致嚴(yán)重的問題 毒性低和易于生產(chǎn)的特點(diǎn) 。由于這兩類電池具有制備方法簡單 ，它們已被廣泛研究。但問題 、 仍然存在，因?yàn)榕c硅太陽能電池相比，其效率和穩(wěn)定性 相對較低。

此外 這將改變太陽能電池板的生產(chǎn)格局 ，太陽能電池市場正在經(jīng)歷電池技術(shù)的重大轉(zhuǎn)變 。

通過在電池后側(cè)添加電介質(zhì)鈍化層 能量轉(zhuǎn)換效率。這些電池被稱為發(fā)射極和背面鈍化電 ，可以實(shí)現(xiàn)更高的 池（PERC）。異質(zhì)結(jié)技術(shù)（HJT）也是一種正在興起 的方法。HJT將兩種不同的技術(shù)相結(jié)合，在兩層非晶 “ 這兩種技術(shù)的結(jié)合能夠獲取更多的能量 薄膜"硅之間嵌入晶體硅電池。與單一技術(shù)相比 。目前，HJT是 ， 太陽能行業(yè)中將效率和功率輸出同時提高到水平 的有效工藝。據(jù)預(yù)測，PERC和HJT將成為未來的主 導(dǎo)電池技術(shù)，半電池硅晶片將獲得更多的份額6。

伴隨著電池技術(shù)的進(jìn)步 變化。市場對采用18-25 ， 根極細(xì)電線的多線技術(shù)的關(guān)注度 電池的互聯(lián)解決方案也在迅速 很高 能電池破損的危險 。這些電線可以降低太陽能的電池受力 ，利用較低的太陽能溫度 ， ， 減少太陽 并產(chǎn)生較 大的活性區(qū)域。

太陽能技術(shù)的新趨勢 太陽能技術(shù)的一個有趣的新趨勢是瓦片技術(shù) 原理很簡單：將太陽能電池制作成您在大多數(shù)家庭的屋 。該技術(shù)的 頂上見到的瓦片 連接，不需要使用任何電線或扎帶 。生產(chǎn)商只需要將太陽能電池疊放進(jìn)行 。

建筑一體化光伏產(chǎn)品越來越多地被用到建筑設(shè)計(jì)和規(guī)劃 中。它們可以被集成到墻壁和屋頂上，甚至被改裝，還 可以與建筑本身的電源相連 蓬勃發(fā)展，光伏產(chǎn)品正應(yīng)用于公交車站 。城市一體化光伏技術(shù)也在 、人行道和公園 等城市基礎(chǔ)設(shè)施，并直接與電網(wǎng)連接。 隨著市場擴(kuò)張 然，一塊太陽能電池板是由許多不同的先進(jìn)材料分層組 ，光伏組件技術(shù)也得到多樣化的發(fā)展。當(dāng) 成的，每種材料可能需要一系列分析工具，才能 準(zhǔn)確分析和預(yù)測實(shí)現(xiàn)最佳太陽能發(fā)電和壽命所需的特性。

ICP-MS 用于元素純度分析 ， 如測試硅純度 ， 而 UV/Vis/NIR 對于保障電池的耐久性和長期使用的聚合物材料 用于分析玻璃和玻璃涂層的反射性等特性 ，包括 。 封裝在光伏層中的材料 用解決方案的一系列分析技術(shù)進(jìn)行檢查 ，可以使用從熱分析到紅外和聯(lián) 。事實(shí)上，FTIR和FT-IR成像是UV/Vis/NIR分析的補(bǔ)充。 的發(fā)展 有機(jī)光伏技術(shù) 。差示掃描量熱法 （OPV）的進(jìn)步依賴于聚合物半導(dǎo)體材料 （DSC）和熱重分析（TGA） 是聚合物研究中科學(xué)工具 陽能電池，性能下降一直是一個大問題 。 。 對于染料敏化太 DSC或TGA可 以用來研究該性能下降機(jī)制9。

研究人員將繼續(xù)研究廣泛用于光伏產(chǎn)品的層狀多層聚合 物薄膜，以確定材料失效的特征值。這項(xiàng)系統(tǒng)研究考察 了層狀多層薄膜的試樣制備對加速老化試驗(yàn)結(jié)果的影響 主要目的是制造更耐用且具有更長壽命的組件 ， 10。 TG-IR、TGA-GC/MS或TGA-IR-GC/MS等熱分析和聯(lián)用 技術(shù)為試驗(yàn)提供了極大的靈活性 不同類型的材料信息。