薄膜太阳能电池分类
非晶硅太阳电池分类

非晶硅太阳电池分类非晶硅太阳电池是一种新型的太阳能电池,也被称为非晶硅薄膜太阳能电池。
它是利用非晶硅材料制成的薄膜,通过吸收太阳光的能量来产生电流,从而转化为可用的电能。
非晶硅太阳电池具有高效能转换、柔性和轻便等特点,被广泛应用于太阳能光伏发电领域。
非晶硅太阳电池主要分为非晶硅薄膜太阳电池和非晶硅多晶太阳电池两种类型。
非晶硅薄膜太阳电池是将非晶硅薄膜沉积在透明导电玻璃基板上制成的,它具有较高的光吸收能力和较高的光电转换效率。
非晶硅多晶太阳电池则是将非晶硅薄膜沉积在多晶硅基底上制成的,它能够在相对较低的光照条件下产生较高的电流输出。
非晶硅太阳电池相比于传统的结晶硅太阳电池具有以下几个优点。
首先,非晶硅薄膜太阳电池可以在室温下制备,而结晶硅太阳电池需要高温制备,因此非晶硅太阳电池的制备成本更低。
其次,非晶硅太阳电池具有较高的光吸收能力,可以在较低的光照条件下产生较高的电流输出。
此外,非晶硅太阳电池可以制成柔性的薄膜形式,可以用于制作柔性太阳能电池板,具有更广阔的应用前景。
非晶硅太阳电池的工作原理是光吸收-电荷分离-电流输出。
当太阳光照射到非晶硅薄膜上时,光子的能量被吸收并转化为电子的能量。
这些电子被激发到导带中,并在电场的作用下形成电流。
同时,光生电子和空穴的复合过程也会发生,这使得非晶硅太阳电池的光电转换效率相对较低。
为了提高非晶硅太阳电池的效率,可以采用掺杂和多层结构等方法进行优化。
非晶硅太阳电池的应用领域非常广泛。
首先,它可以应用于家庭和商业建筑的太阳能光伏发电系统中,用于发电和供电。
其次,非晶硅太阳电池还可以用于太阳能充电器、太阳能通信设备等小型电子设备中,为这些设备提供可再生的电能。
此外,非晶硅太阳电池还可以应用于太阳能电池板、太阳能路灯等领域,为城市提供清洁的能源。
非晶硅太阳电池是一种高效能转换、柔性和轻便的太阳能电池。
它具有较高的光吸收能力和较高的光电转换效率,可以在室温下制备,制备成本较低。
薄膜太阳能电池的分类与发展历史

1998年德国费莱堡太阳能系统研究所制得的GaAs太阳能电池转换效率为24.2%,为欧洲记录。首次制备的GaInP电池转换效率为14.7%。另外,该研究所还采用堆叠结构制备GaAs,Gasb电池,该电池是将两个独立的电池堆叠在一起,GaAs作为上电池,下电池用的是Gasb,所得到的电池效率达到31.1%。
碲化镉太阳能电池
CdTe是Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体,带隙1.5eV,与太阳光谱非常匹配,最适合于光电能量转换,是一种良好的PV材料,具有很高的理论效率(28%),性能很稳定,一直被光伏界看重,是技术上发展较快的一种薄膜电池。碲化镉容易沉积成大面积的薄膜,沉积速率也高。CdTe薄膜太阳电池通常以CdS /CdT e异质结为基础。尽管CdS和CdTe和晶格常数相差10%,但它们组成的异质结电学性能优良,制成的太阳电池的填充因子高达F F =0.75。
制备CdTe多晶薄膜的多种工艺和技术已经开发出来,如近空间升华、电沉积、PVD、CVD、CBD、丝网印刷、溅射、真空蒸发等。丝网印刷烧结法:由含CdTe、CdS浆料进行丝网印刷CdTe、CdS 膜,然后在600~700℃可控气氛下进行热处理1h 得大晶粒薄膜. 近空间升华法:采用玻璃作衬底,衬底温度500~600℃,沉积速率10μm/min. 真空蒸发法:将CdTe 从约700℃加热钳埚中升华,冷凝在300~400℃衬底上,典型沉积速率1nm/s. 以CdTe 吸收层,CdS 作窗口层半导体异质结电池的典型结构:减反射膜/玻璃/(SnO2:F)/CdS/P-CdTe/背电极。电池的实验室效率不断攀升,最近突16%。20世纪90年代初,CdTe电池已实现了规模化生产,但市场发展缓慢,市场份额一直徘徊在1%左右。商业化电池效率平均族化合物半导体材料,其能隙为1.4eV,正好为高吸收率太阳光的值,与太阳光谱的匹配较适合,且能耐高温,在250℃的条件下,光电转换性能仍很良好,其最高光电转换效率约30%,特别适合做高温聚光太阳电池。
薄膜太阳能电池种类

薄膜太阳能电池种类薄膜太阳能电池是一种新型的太阳能电池技术,相比传统的硅基太阳能电池,薄膜太阳能电池具有更轻薄、柔性、低成本等优点。
随着科技的不断进步,薄膜太阳能电池也在不断发展和演进。
本文将介绍几种常见的薄膜太阳能电池种类。
1. 铜铟镓硒薄膜太阳能电池(CIGS)铜铟镓硒薄膜太阳能电池是目前应用最广泛的薄膜太阳能电池之一。
它是由铜(Copper)、铟(Indium)、镓(Gallium)和硒(Selenium)等元素组成的薄膜材料。
CIGS薄膜太阳能电池具有高光电转换效率、良好的低光照性能和较高的稳定性。
此外,CIGS 薄膜太阳能电池制造工艺简单,可采用卷绕式生产,适用于大规模生产。
2. 钙钛矿薄膜太阳能电池钙钛矿薄膜太阳能电池是近年来兴起的一种新型薄膜太阳能电池。
钙钛矿材料具有优异的光电转换效率,可以达到甚至超过传统硅基太阳能电池的效率。
钙钛矿薄膜太阳能电池制作工艺相对简单,可以采用喷涂、印刷等低成本制备技术。
然而,钙钛矿薄膜太阳能电池的稳定性仍然是一个挑战,需要进一步的研究和改进。
3. 有机薄膜太阳能电池有机薄膜太阳能电池是一种利用有机半导体材料制作的薄膜太阳能电池。
有机薄膜太阳能电池具有柔性、轻薄、透明等特点,可以应用于更广泛的场景,如可穿戴设备、建筑外墙等。
有机薄膜太阳能电池的制备工艺相对简单,可以采用印刷、喷涂等低成本的大面积制备技术。
然而,有机薄膜太阳能电池的光电转换效率相对较低,稳定性也有待提高。
4. 硒化镉薄膜太阳能电池硒化镉薄膜太阳能电池是一种利用硒化镉材料制作的薄膜太阳能电池。
硒化镉薄膜太阳能电池具有高光电转换效率和较好的稳定性。
硒化镉薄膜太阳能电池的制备工艺相对简单,可以采用蒸镉、蒸硒等方法制备。
然而,硒化镉薄膜太阳能电池的环境友好性存在争议,因为镉元素对环境有一定的污染风险。
总结一下,薄膜太阳能电池是太阳能电池技术的重要分支,具有轻薄、柔性、低成本等优点。
铜铟镓硒薄膜太阳能电池、钙钛矿薄膜太阳能电池、有机薄膜太阳能电池和硒化镉薄膜太阳能电池是其中的几种常见类型。
薄膜太阳能电池的研究及应用

薄膜太阳能电池的研究及应用薄膜太阳能电池是应用广泛的一种太阳能技术,在太阳能发电领域中扮演重要的角色。
如今,在探寻清洁能源的道路上,人们越来越依赖于太阳能发电,薄膜太阳能电池也被认为是一个不错的选择。
一、薄膜太阳能电池的发展历史薄膜太阳能电池最早的研究可以追溯到上世纪50年代末期。
当时美国贝尔实验室发现,硫化镉薄膜对太阳光具有吸收和转化的作用。
进入70年代以后,太阳能技术逐渐得到普及,薄膜太阳能电池因其体积小、重量轻、柔性较强等优势越来越受到人们的关注。
二、薄膜太阳能电池的特点和优势薄膜太阳能电池是一种光电转换器件,与厚薄片太阳能电池相比,其主要优势在于:1、轻薄柔性:薄膜太阳能电池采用薄膜太阳能电池基底,柔性好,可以应用于机器人、电子标签、可穿戴设备等电子产品领域,也可以应用到建筑物的窗户或外墙上。
2、高效:薄膜太阳能电池可以将太阳能转化为电能,具有高效能转换的特点。
目前市面上的薄膜太阳能电池转换效率达到了10%以上。
3、成本低:由于薄膜太阳能电池具有材料低成本、制造过程简单等特点,制造成本比厚薄片太阳能电池更加优势。
三、薄膜太阳能电池的分类按材料分类,薄膜太阳能电池通常分为以下几类:1、薄膜硅(a-Si)太阳能电池:a-Si 是一种非晶硅材料,采用PECVD等技术在薄膜太阳能电池基底上进行压电转换来将太阳光转化为电能。
2、铜铟镓硒(CIGS)太阳能电池:CIGS 太阳能电池是一种沙莓氏结构的太阳能电池,它的薄膜基底通常是玻璃或不锈钢。
CIGS 太阳能电池的效率高,稳定性好,但是制造工艺相对较为复杂。
3、有机薄膜太阳能电池:有机太阳能电池以有机半导体材料为基础,常见的有机材料有聚合物、酞菁类化合物等。
四、薄膜太阳能电池的应用前景随着全球清洁能源政策和市场的逐渐发展,薄膜太阳能电池在设备制造、能源存储、封装材料、航空航天、汽车行业等领域都有广泛的应用前景。
例如,在建筑领域中,薄膜太阳能电池可用于建筑材料和各种透明材料,如窗户、隔热材料等,以及在大型建筑物如桥梁、道路等地方进行公共区域照明和提供城市光源等多项应用。
太阳能电池板的分类及特点详细介绍

太阳能电池板的分类及特点详细介绍太阳能电池板是一种将太阳能转化为电能的装置,广泛应用于太阳能发电系统中。
太阳能电池板根据不同的材料和工艺,可以分为单晶硅、多晶硅、薄膜和有机太阳能电池板等不同类型。
下面将逐一介绍各种类型的太阳能电池板及其特点。
1.单晶硅太阳能电池板:单晶硅太阳能电池板由单晶硅元件组成,具有高效能转化率和较高的稳定性。
其制造过程中采用了较高的温度和气氛,因此成本相对较高。
单晶硅太阳能电池板的特点包括高效率、较长的使用寿命和良好的稳定性,但其能量密度较低,故面积较大。
2.多晶硅太阳能电池板:多晶硅太阳能电池板以多晶硅元件制成,制造过程简单,因此成本相对较低。
多晶硅太阳能电池板的特点包括性价比高、适用于大规模生产和可塑性强。
然而,多晶硅太阳能电池板的转化效率较低,且在高温环境下性能容易衰减。
3.薄膜太阳能电池板:薄膜太阳能电池板由柔性材料上的薄膜组成,可以分为非晶硅薄膜、铜铟镓硒薄膜(CIGS)和碲化铟镓薄膜(CIG)等。
薄膜太阳能电池板具有重量轻、可弯曲性强等特点,可以应用于曲面建筑物和可穿戴设备中。
然而,薄膜太阳能电池板的转化效率一般较低,且使用寿命有限。
4.有机太阳能电池板:有机太阳能电池板由有机材料构成,具有低成本、柔性和轻质等优点。
有机太阳能电池板的制造工艺相对简单且环境友好。
然而,有机太阳能电池板的转化效率较低,且在高温和潮湿环境下易受到损坏。
总体而言,太阳能电池板是将太阳能转化为电能的装置,根据不同的材料和工艺,可以分为单晶硅、多晶硅、薄膜和有机太阳能电池板等不同类型。
每种类型的太阳能电池板都有其独特的特点和应用场景。
单晶硅太阳能电池板具有高效率和较长的使用寿命,适用于需要高转化效率和稳定性的场合;多晶硅太阳能电池板具有低成本和可塑性强,适用于大规模生产和柔性应用;薄膜太阳能电池板具有重量轻、可弯曲性强的特点,适用于曲面建筑物和可穿戴设备;有机太阳能电池板具有低成本和环境友好的特点,适用于柔性和轻质应用。
薄膜太阳能电池组件与晶体硅电池组件对比

薄膜太阳能电池与晶体硅电池特点介绍商用的太阳能电池主要有以下几种类型:单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能 电池和薄膜太阳能电池。
薄膜电池目前常见有:非晶硅电池、碲化镉电池、铜铟 硒电池等。
上述各类型电池主要性能如下表1.1 所示。
表1.1 太阳能电池分类汇总表种 类 电池类型 商用效率实验室效率使用寿命优点单晶硅 14%~17%23% 25 年效率高 技术成熟晶硅电池多晶硅 13%~15%20.3% 25 年 效率较高 技术成熟非晶硅 6%~9% 13% 25 年弱光效应好 成本相对较低碲化镉 8%~10% 15.8% 25 年弱光效应好 成本相对较低薄膜电池铜铟硒 10%~13%15.3% 25 年弱光效应好 成本相对较低单晶硅、多晶硅太阳能电池具有制造技术成熟、产品性能稳定、使用寿命长、光电转化效率相对较高的特点;非晶硅薄膜太阳能电池具有弱光效应好,成本相对于硅太阳能电池较低的优点。
而碲化镉则由于原材料存在较严重的环保回收问题;铜铟硒电池则因原材料稀缺性、成品率低,其规模化生产受到限制。
一、非晶硅薄膜与晶体硅的区别1、非晶硅薄膜组件材料和制造工艺对环境友好,易于形成大规模生产能力;2、非晶硅薄膜组件品种多,用途广;3、非晶硅薄膜组件能更好的配合建筑分格,更能体现建筑美观;4、非晶硅薄膜组件具备弱光发电的性能;5、非晶硅薄膜组件透光性好,透光度可从5%到30%;6、非晶硅薄膜组件高温性能好,高温对发电性能的影响比晶体硅的小很多;7、晶体硅具有“热斑效应”,而阴影对非晶硅的影响很小;8、晶体硅组件光电转换效率较非晶硅薄膜组件稍高;9、晶体硅组件占地面积较非晶硅薄膜组件稍少;二、温度对输出功率的影响1、当工作温度为25℃时,两者均无功率损失;2、随着工作温度的不断上升,晶体硅的实际输出功率会出现大幅度下降,下降幅度约为非晶硅的3 倍;3、高温环境下,非晶硅材料的优势尤为明显。
温度系数(%/℃)组件类别开路电压 短路电流 最大功率 非晶硅 -0.34 0.018 -0.19晶体硅 -0.34 0.065 -0.43 三、弱光环境发电量的测试四、“热斑效应”的影响1、对于晶体硅太阳电池,小遮挡即可引起大功率损失,即“热斑效应”;2、阴影遮挡对于薄膜电池的影响要小得多。
薄膜太阳能电池材料

薄膜太阳能电池是一种相对传统的太阳能电池技术,采用薄膜材料作为光电转换层。
以下是几种常用的薄膜太阳能电池材料:
1. 硅薄膜太阳能电池(a-Si):硅薄膜太阳能电池使用非晶硅(amorphous silicon)作为光电转换层。
它具有较低的成本和较高的灵活性,可适应多种形状和表面。
然而,它的转换效率相对较低。
2. 铜铟镓硒薄膜太阳能电池(CIGS):铜铟镓硒薄膜太阳能电池使用铜(Cu)、铟(In)、镓(Ga)和硒(Se)等元素的化合物作为光电转换层。
它具有较高的转换效率和较好的光吸收性能,但制造过程较复杂。
3. 铜铟硒薄膜太阳能电池(CIS):铜铟硒薄膜太阳能电池使用铜(Cu)、铟(In)和硒(Se)等元素的化合物作为光电转换层。
它与CIGS材料相似,但在元素比例和晶体结构上略有不同。
4. 钙钛矿薄膜太阳能电池(Perovskite):钙钛矿薄膜太阳能电池使用钙钛矿材料作为光电转换层。
这种材料具有良好的光吸收性能和较高的转换效率,并且制造成本较低。
然而,
稳定性和耐久性是目前钙钛矿太阳能电池面临的挑战之一。
这些薄膜太阳能电池材料具有不同的特点和应用情况,选择适当的材料取决于具体的需求和预算。
此外,还有其他一些薄膜太阳能电池材料正在研究和开发中,以提高转换效率和降低成本。
多元化合物薄膜太阳能电池的分类

多元化合物薄膜太阳能电池的分类多元化合物薄膜太阳能电池可根据其结构和材料的不同进行分类。
本文将介绍几种常见的多元化合物薄膜太阳能电池,并对其特点和应用进行详细阐述。
一、有机-无机杂化太阳能电池有机-无机杂化太阳能电池是一种采用有机半导体和无机半导体材料相结合的太阳能电池。
这种电池的有机半导体材料可实现低成本、可溶性和柔性加工,而无机半导体材料能够提供较高的载流子迁移率和稳定性。
有机-无机杂化太阳能电池的光电转换效率较高,可达到10%以上。
此外,由于其材料的可溶性和柔性加工性,该电池可以在柔性器件上实现大面积的制备,具有很大的应用潜力。
二、全无机薄膜太阳能电池全无机薄膜太阳能电池是指电池中所有材料均为无机材料的太阳能电池。
常见的全无机薄膜太阳能电池有硒化铜铟镓(CIGS)太阳能电池和硒化铅(PbS)太阳能电池。
CIGS太阳能电池具有高光电转换效率和较好的稳定性,是目前较为成熟的太阳能电池技术之一。
而PbS太阳能电池则具有较宽的光谱响应范围和较高的光电转换效率。
全无机薄膜太阳能电池在低成本、高效率和长寿命等方面具有优势,是未来太阳能电池的发展方向之一。
三、有机薄膜太阳能电池有机薄膜太阳能电池是一种采用有机分子材料作为光吸收层的太阳能电池。
有机薄膜太阳能电池具有制备简单、柔性加工、低成本等优点。
然而,由于有机材料的载流子迁移率较低,因此其光电转换效率较低,目前一般在5%左右。
有机薄膜太阳能电池的研究重点主要集中在提高光电转换效率和稳定性方面,以期实现商业化应用。
四、钙钛矿太阳能电池钙钛矿太阳能电池是一种新兴的太阳能电池技术。
钙钛矿材料具有良好的光吸收特性和较高的电子迁移率,使得钙钛矿太阳能电池具有较高的光电转换效率。
此外,钙钛矿材料制备方法简单,成本较低。
然而,钙钛矿太阳能电池的稳定性仍然是一个挑战,需要进一步的研究和改进。
多元化合物薄膜太阳能电池具有不同的分类。
有机-无机杂化太阳能电池、全无机薄膜太阳能电池、有机薄膜太阳能电池和钙钛矿太阳能电池都是目前研究较为活跃的领域。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
薄膜太阳能电池分类21世纪初之前,太阳能电池主要以硅系太阳能电池为主,超过89%的光伏市场由硅系列太阳能电池所占领,但自2003年以来,晶体硅太阳能电池的主要原料多晶硅价格快速上涨,因此,业内人士自热而然将目光转向了成本较低的薄膜电池。
薄膜太阳电池可以使用在价格低廉的玻璃、塑料、陶瓷、石墨,金属片等不同材料当基板来制造,形成可产生电压的薄膜厚度仅需数μm,目前转换效率最高可达13%以上。
薄膜电池太阳电池除了平面之外,也因为具有可挠性可以制作成非平面构造其应用范围大,可与建筑物结合或是变成建筑体的一部份,应用非常广泛。
1.硅基薄膜电池硅基薄膜电池包括非晶硅薄膜电池、微晶硅薄膜电池、多晶硅薄膜电池,而目前市场主要是非晶硅薄膜电池产品。
非晶硅的禁带宽度为1.7eV,通过掺硼或磷可得到p型或n型a-Si。
为了提高效率和改善稳定性,还发展了p-i-n/p-i-n双层或多层结构式的叠层电池。
2.碲化镉(CdTe)薄膜电池碲化镉薄膜电池是最早发展的太阳电池之一,由于其工艺过程简单,制造成本低,实验室转换效率已超过16%,大规模效率超过12%,远高于非晶硅电池。
不过由于镉元素可能对环境造成污染,使用受到限制。
近年来美国FirstSolar公司采取了独特的蒸气输运法沉积等特殊措施,解决了污染问题,开始大规模生产,并为德国建造世界最大的光伏电站提供40MW 碲化镉太阳电池组件。
3.铜铟镓硒(CIGS)薄膜电池铜铟镓硒薄膜电池是近年来发展起来的新型太阳电池,通过磁控溅射、真空蒸发等方法,在基底上沉积铜铟镓硒薄膜,薄膜制作方法主要有多元分布蒸发法和金属预置层后硒化法等。
基底一般用玻璃,也可用不锈钢作为柔性衬底。
实验室最高效率已接近20%,成品组件效率已达到13%,是目前薄膜电池中效率最高的电池之一。
4.砷化镓(GaAs)薄膜电池砷化镓薄膜电池是在单晶硅基板上以化学气相沉积法生长GaAs薄膜所制成的薄膜太阳电池,其直接带隙1.424eV,具有30%以上的高转换效率,很早就被应用于人造卫星的太阳电池板。
然而砷化镓电池价格昂贵,且砷是有毒元素,所以极少在地面应用。
5.染料敏化薄膜电池染料敏化太阳电池是太阳电池中相当新颖的技术产品,由透明导电基板、二氧化钛(TiO2)纳米微粒薄膜、染料(光敏化剂)、电解质和ITO电极所组成。
目前仍停留在实验室阶段,实验室最高效率在11%左右。
非晶硅薄膜电池简介非晶硅(amorphous silicon α-Si)又称无定形硅。
单质硅的一种形态。
棕黑色或灰黑色的微晶体。
硅不具有完整的金刚石晶胞,纯度不高。
熔点、密度和硬度也明显低于晶体硅。
非晶硅的化学性质比晶体硅活泼。
可由活泼金属(如钠、钾等) 在加热下还原四卤化硅,或用碳等还原剂还原二氧化硅制得。
结构特征为短程有序而长程无序的α-硅。
纯α-硅因缺陷密度高而无法使用。
采用辉光放电气相沉积法就得含氢的非晶硅薄膜,氢在其中补偿悬挂链,并进行掺杂和制作pn结。
非晶硅在太阳辐射峰附近的光吸收系数比晶体硅大一个数量级。
禁带宽度1.7~1.8eV,而迁移率和少子寿命远比晶体硅低。
现已工业应用,主要用于提炼纯硅,制造太阳电池、薄膜晶体管、复印鼓、光电传感器等。
非晶硅薄膜电池的起源非晶硅薄膜太阳能电池由Carlson和Wronski在20世纪70年代中期开发成功,80年代其生产曾达到高潮,约占全球太阳能电池总量的20%左右,但由于非晶硅太阳能电池转化效率低于晶体硅太阳能电池,而且非晶硅太阳能电池存在光致衰减效应的缺点:光电转换效率会在头1000个光照时间内逐渐衰减到稳定状态,对薄膜电池的应用存在影响。
非晶硅薄膜电池的优点1.低成本单结非晶硅太阳电池的厚度0.2um。
主要原材料是生产高纯多晶硅过程中使用的硅烷,这种气体,化学工业可大量供应,且十分便宜。
目前晶体硅太阳电池的基本厚度多为200um以下,相差1000倍,大规模生产需极大量的半导体级硅,仅硅片的成本就占整个太阳电池成本的65-70%,目前在中国晶体硅太阳电池的硅材料成本大概为0.2USD/W左右。
几年前,从原材料供应角度考虑,人类大规模使用太阳光发电,非晶硅太阳电池及其它薄膜太阳电池是比较好的选择。
但是在最近两年,硅材料的成本快速下跌,从成本的角度来说,除个别厂家外,非晶硅太阳能电池已经不具备之前的竞争力。
2.能量返回期短转换效率为6%的非晶硅太阳电池,其生产用电约1.9度电/瓦,由它发电后返回的时间约为1.5-2年,这是晶硅太阳电池无法比拟的。
3.大面积自动化生产目前,世界上最大的非晶硅太阳电池是Switzland Unaxis的KAI-1200 PECVD 设备生产的1100mm*1250mm单结晶非晶硅太阳电池,其初始效率高于9%。
其稳定输出功率接近80W/片。
商品晶体硅太阳电池还是以156mm*156mm和125mm*125mm为主。
4.高温性能好当太阳能电池工作温度高于标准测试温度25℃时,其最佳输出功率会有所下降;非晶硅太阳能电池受温度的影响比晶体硅太阳能电池要小得多。
5.短波响应优于晶体硅太阳能电池上海尤力卡公司曾在中国甘肃省酒泉市安装一套6500瓦非晶硅太阳能电站,其每千瓦发电量为1300KWh,而晶体硅太阳电池每千瓦的年发电量约为1100-1200KWh。
非晶硅太阳电池显示出其极大的使用优势。
下图为该电站的现场照片,第一代非晶硅太阳电池的以上优点已被人们所接受。
2003年以来全世界太阳能市场需求量急剧上升,非晶硅太阳电池也出现供不应求的局面。
目前存在的问题(1)效率较低单晶硅太阳能电池,单体效率为14%-17%(AMO),而柔性基体非晶硅太阳电池组件(约1000平方厘米)的效率为10-12%,还存在一定差距。
相同的输出电量所需太阳能电池面积增加,对于对太阳能电池占地面积要求不高的场合尤其适用,如农村和西部地区。
我国目前尚有约28000个村庄、700万户、大约3000万农村人口还没有用上电,60%的有电县严重缺电;光致衰减效应也可在电量输出中加以考虑,我们认为以上缺点已不成为其发展的障碍,非晶硅太阳能电池已迎来新的发展机遇。
(2)稳定性问题非晶硅太阳能电池的光致衰减,所谓的W-S效应,是影响其大规模生产的重要因素。
目前,柔性基体非晶硅太阳能电池稳定效率已超过10%,已具备作为空间能源的基本条件。
(3)成本问题非晶硅太阳能电池投资额是晶体硅太阳能电池的5倍左右,因此项目投资有一定的资金壁垒。
且,成本回收周期较长,昂贵的设备折旧率是大额回报率的一大瓶颈。
非晶硅薄膜电池的市场应用(1)大规模发电站1996年美国APS公司在美国加州建了一个400千瓦的非晶硅电站,引起光伏产业震动。
Mass 公司(欧洲第三大太阳能系统公司)去年从中国进口约5MWp的非晶硅太阳能电池。
日本Kaneka公司年产25MWp的非晶硅太阳能电池大部分输往欧洲建大型发电站(约每座500KWp-1000KWp)。
德国RWESchott公司也具有30MWp年产量,全部用于建大规模太阳能电站。
(2)与建筑相结合,建造太阳能房非晶硅太阳能电池可以制成半透明的,如作为建筑的一部分,白天既能发电又能使部分光线透过玻璃进入室内,为室内提供十分柔和的照明(紫外线被滤掉)能挡风雨,又能发电;美国,欧洲和日本的太阳能电池厂家已生产这种非晶硅组件。
(3)太阳能照明光源由于非晶硅太阳能电池的技术优势,同样功率的非晶硅太阳能灯具,其照明时间要比晶体硅太阳能路灯的照明时间长20%,而其成本每瓦要低约10元人民币。
上海尤利卡公司于2003年-2005年已为松江区的太阳能路灯提供了400多个非晶硅太阳能路灯电源,其冬天的发电效果明显优于晶体硅。
(4)弱光下使用由于非晶硅太阳能电池在室内弱光下也能发电,已被广泛用于太阳能钟,太阳能手表,太阳能显示牌等不直接受光照等场合下。
碲化镉薄膜电池简介(1)碲化镉CdTe是Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体,带隙1.5eV,与太阳光谱非常匹配,最适合于光电能量转换,是一种良好的PV材料,具有很高的理论效率(28%),性能很稳定,一直被光伏界看重,是技术上发展较快的一种薄膜电池。
碲化镉容易沉积成大面积的薄膜,沉积速率也高。
CdTe 薄膜太阳电池通常以CdS/CdTe异质结为基础。
尽管CdS和CdTe和晶格常数相差10%,但它们组成的异质结电学性能优良,制成的太阳电池的填充因子高达FF=0.75。
(2)制备工艺制备CdTe多晶薄膜的多种工艺和技术已经开发出来,如近空间升华、电沉积、PVD、CVD、CBD、丝网印刷、溅射、真空蒸发等。
丝网印刷烧结法:由含CdTe、CdS浆料进行丝网印刷CdTe、CdS膜,然后在600~700℃可控气氛下进行热处理1h得大晶粒薄膜.近空间升华法:采用玻璃作衬底,衬底温度500~600℃,沉积速率10μm/min.真空蒸发法:将CdTe从约700℃加热钳埚中升华,冷凝在300~400℃衬底上,典型沉积速率1nm/s.以CdTe吸收层,CdS作窗口层半导体异质结电池的典型结构:减反射膜/玻璃/(SnO2:F)/CdS/P-CdTe/背电极。
碲化镉电池现状(1)转换效率碲化镉薄膜太阳能电池的发展受到国内外的关注,其小面积电池的转换效率已经达到了16.5%,商业组件的转换效率约9%,组件的最高转换效率达到11%。
国内四川大学制备出转换效率为13.38%的小面积单元太阳能电池,54cm2集成组件转换效率达到7%,正在进行0.1m2组件生产线的建设和大面积电池生产技术的研发。
(2)成本估算1MW 碲化镉薄膜太阳能电池所消耗的材料的成本可见,碲化镉和透明导电玻璃构成材料成本的主体,分别占到消耗材料总成本的45.4%和38.2%。
如将碲化镉薄膜的厚度减薄1微米,则碲化镉材料的消耗将降低20%,从而使材料总成本降低9.1%,即从每峰瓦6.21元降为5.64元。
如使用99.999%纯度的碲化镉,效率依然能达到7%,材料成本还将进一步降低。
注:成本计算依据①虑电池的结构为玻璃/SnO2:F /CdS/CdTe/ZnTe/ZnTe:Cu/Ni ②碲化镉薄膜的厚度为5微米③转换效率为7%,(3)碲资源碲是地球上的稀有元素,发展碲化镉薄膜太阳能电池面临的首要问题就是地球上碲的储藏量是否能满足碲化镉太阳能电池组件的工业化规模生产及应用。
工业上,碲主要是从电解铜或冶炼锌的废料中回收得到。
据相关报导,地球上有碲14.9万吨,其中中国有2.2万吨,美国有2.5万吨。
在美国碲化镉薄膜太阳能电池制造商First Solar年产量25MW的工厂中,300~340公斤碲化镉即可以满足1MW太阳能电池的生产需要。
考虑到碲的密度为6.25g/cm3,镉的密度为8.64g/cm3,则130~140公斤碲即可以满足1MW碲化镉薄膜太阳能电池的生产需要。