鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2018年07月31日
薄膜太陽能電池發(fā)展現(xiàn)狀有哪些
薄膜電池顧名思義就是將一層薄膜制備成太陽能電池,其用硅量極少,更容易降低成本,同時它既是一種高效能源產(chǎn)品,又是一種新型建筑材料,更容易與建筑完美結(jié)合。在國際市場硅原材料持續(xù)緊張的背景下,薄膜太陽電池已成為國際光伏市場發(fā)展的新趨勢和新熱點。已經(jīng)能進行產(chǎn)業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的薄膜電池主要有3種:硅基薄膜太陽能電池、銅銦鎵硒薄膜太陽能電池(CIGS)、碲化鎘薄膜太陽能電池(CdTe)。
薄膜電池是一項采用薄層材料,運用電子半導(dǎo)體和光學(xué)原理的技術(shù)??紤]成本效益,薄膜光伏電池被采納且運用于第二代和第三代太陽能光伏發(fā)電技術(shù)之中。同時,它也被視為一種有效的可用于樓房綜合應(yīng)用的產(chǎn)品[1]。
薄膜電池發(fā)電原理與晶硅相似,當(dāng)太陽光照射到電池上時,電池吸收光能產(chǎn)生光生電子—空穴對,在電池內(nèi)建電場的作用下,光生電子和空穴被分離,空穴漂移到P側(cè),電子漂移到N側(cè),形成光生電動勢,外電路接通時,產(chǎn)生電流[1]。
優(yōu)點
(1)成本低,根據(jù)Photon的預(yù)測,預(yù)計到2012年下降到2.08美元/w;預(yù)計薄膜電池的平均價格能夠從2.65美元/w降至1.11美元/w,與晶體硅相比優(yōu)勢明顯;而相關(guān)薄膜電池制造商的預(yù)測更加樂觀,EPV估計到2011年,薄膜組件的成本將大大低于1美元/w;Oerlikon更估計2011年GW級別的電站其組件成本將降低于0.7美元/w,這主要是由轉(zhuǎn)化率提高和規(guī)模化帶來的。
(2)弱光性好
(3)適合與建筑結(jié)合的光伏發(fā)電組件(BIPV),不銹鋼和聚合物襯底的柔性薄膜太陽能電池適用于建筑屋頂?shù)?,根?jù)需要制作成不同的透光率,代替玻璃幕墻。
缺點
(1)效率低,單晶硅太陽能電池,單體效率為14%-17%(AMO),而柔性基體非晶硅太陽電池組件(約1000平方厘米)的效率為10-12%,還存在一定差距。
(2)穩(wěn)定性差,其不穩(wěn)定性集中體現(xiàn)在其能量轉(zhuǎn)換效率隨輻照時間的延長而變化,直到數(shù)百或數(shù)千小時后才穩(wěn)定。這個問題一定程度上影響了這種低成本太陽能電池的應(yīng)用。
(3)相同的輸出電量所需太陽能電池面積增加,與晶體硅電池相比,每瓦的電池面積會增加約一倍,在安裝空間和光照面積有限的情況下限制了它的應(yīng)用[1]1.相同遮蔽面積下功率損失較小(弱光情況下的發(fā)電性佳)
2.照度相同下?lián)p失的功率較晶圓太陽能電池少
3.有較佳的功率溫度系數(shù)
4.較佳的光傳輸
5.較高的累積發(fā)電量
6.只需少量的硅原料
7.沒有內(nèi)部電路短路問題(聯(lián)機已經(jīng)在串聯(lián)電池制造時內(nèi)建)
8.厚度較晶圓太陽能電池薄
9.材料供應(yīng)無慮
10.可與建材整合性運用(BIPV)薄膜太陽能電池可以使用在價格低廉的陶瓷、石墨、金屬片等不同材料當(dāng)基板來制造,形成可產(chǎn)生電壓的薄膜厚度僅需數(shù)μm,目前轉(zhuǎn)換效率最高可以達13%。薄膜電池太陽電池除了平面之外,也因為具有可撓性可以制作成非平面構(gòu)造其應(yīng)用范圍大,可與建筑物結(jié)合或是變成建筑體的一部份,應(yīng)用非常廣泛。
太陽能電池是通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。以光電效應(yīng)工作的薄膜式太陽能電池為主流,而以光化學(xué)效應(yīng)工作的實施太陽能電池則還處于萌芽階段。
太陽能電池按結(jié)晶狀態(tài)可分為結(jié)晶系薄膜式和非結(jié)晶系薄膜式(以下表示為a-)兩大類,而前者又分為單結(jié)晶形和多結(jié)晶形。
按材料可分為硅薄膜形、化合物半導(dǎo)體薄膜形和有機膜形,而化合物半導(dǎo)體薄膜形又分為非結(jié)晶形(a-Si:H,a-Si:H:F,a-SixGel-x:H等)、ⅢV族(GaAs,InP等)、ⅡⅥ族(Cds系)和磷化鋅(Zn3p2)等。
太陽能電池根據(jù)所用材料的不同,太陽能電池還可分為:硅太陽能電池、多元化合物薄膜太陽能電池、聚合物多層修飾電極型太陽能電池、納米晶太陽能電池、有機太陽能電池、塑料太陽能電池,其中硅太陽能電池是發(fā)展最成熟的,在應(yīng)用中居主導(dǎo)地位。
2015年全球薄膜太陽能電池的產(chǎn)能約為9.3GW,產(chǎn)量約為4.4GW(圖。按技術(shù)劃分,2015年硅基薄膜電池的產(chǎn)能占比為38%,銅銦鎵硒薄膜電池的產(chǎn)能占比為27%,碲化鎘薄膜電池的產(chǎn)能占比為35%。