碲化镉薄膜太阳能电池的研究现状及进展
碲化镉薄膜太阳电池背接触界面特性研究

碲化镉薄膜太阳电池背接触界面特性研究
近年来,硫化镉薄膜太阳电池(CdS/CIGS)的发展催生了持续的研究热潮,可以提高太阳能转换效率。
但是,CdS/CIGS太阳电池最大的问题是背面接触电阻(BCR),这会导致性能下降。
因此,探讨CdS/CIGS太阳电池背面接触电阻的影响因素,以及如何降低它对于提高太阳电池性能的重要性。
为了减小CdS/CIGS太阳电池的背接触电阻,建立有效的介电膜是一个有效的方法。
然而,由于光热效应,太阳电池很容易受到损坏,因此太阳电池的背接触电阻可能会发生变化,从而给太阳电池性能带来挑战。
此外,当电流增加时,CdS/CIGS太阳电池的背接触电阻也会增加。
为了解决这个问题,使用具高电导性和低介电常数的材料进行封装,以降低CdS/CIGS太阳电池的背接触电阻。
总之,减少CdS/CIGS太阳电池背接触电阻对于提高性能是至关重要的,因此应该重视相关研究工作。
从而建立有效的介电材料,开展合理的封装工艺,并对太阳电池的背接触设计进行改进,对于减少CdS/CIGS太阳电池的背接触电阻具有重要意义。
碲化镉、铜铟镓硒太阳能电池

CuInSe2黄铜矿晶格结构
CIGS薄膜太阳能电池的结构
金属栅电极 减反射膜(MgF2) 窗口层ZnO 过渡层CdS 光吸收层CIGS 金属背电极Mo 玻璃衬底 高阻ZnO
低阻AZO
CIGS薄膜太阳能电池的结构
结构原理
减反射膜:增加入射率 AZO: 低阻,高透,欧姆接触 i-ZnO:高阻,与CdS构成n区 CdS: 降低带隙的不连续性,缓 冲晶格不匹配问题 CIGS: 吸收区,弱p型,其空间电 荷区为主要工作区 Mo: CIS的晶格失配较小且热膨 胀系数与CIS比较接近
聚光太阳电池的特征
聚光型太阳能电池主要材料是[砷化镓](GaAs),也就是 三五族(III-V)材料, 一般硅晶材料只能够吸收太阳光谱中400~1,100nm波 长之能量,而聚光型不同于硅晶圆太阳能技术,透过 多接面化合物半导体可吸收较宽广之太阳光谱能量, 目前以发展出三接面InGaP/GaAs/Ge的聚光型太阳电 池可大幅提高转换效率,三接面聚光型太阳电池可吸 收300~1900nm波长之能量相对其转换效率可大幅提 升,而且聚光型太阳能电池的耐热性比一般晶圆型太 阳能电池又来的高。
染料敏化太阳电池的特点
材料成本较低、制备工艺简单 转换效率随温度上升而提升——不同于硅基太阳电池 电池两面均可以吸收光——有利于吸收散射光 制备出半透明或不同颜色的电池——装饰功能强 质量轻以及可制成柔性器件——便于携带 能源回收期较短——小于1年 较高的转换效率——最高转换效率超出12%
61
27.2 10
9.1
7.7 8.7
铜铟镓硒太阳能电池
CIGS电池的发展历史及研究现状
• 70年代Bell实验室Shaly等人系统研究了三元黄铜矿半导体材料CIS 的生长机理、电学性质及在光电探测方面的应用 • 1974年,Wagner利用单晶ClS研制出高效太阳能电池,制备困难制约 了单晶ClS电池发展 • 1976年,Kazmerski等制备出了世界上第一个ClS多晶薄膜太阳能电 池 • 80年代初,Boeing公司研发出转换效率高达9.4%的高效CIS薄膜电 池 • 80年代期间,ARCO公司开发出两步(金属预置层后硒化)工艺,方法 是先溅射沉积Cu、In层,然后再在H2Se中退火反应生成CIS薄膜, 转换效率也超过10% • 1994年,瑞典皇家工学院报道了面积为0.4cm2效率高达17.6%的 ClS太阳能电池 • 90年代后期,美国可再生能源实验室(NREL)一直保持着CIS电池的最 高效率记录,并1999年,将Ga代替部分In的CIGS太阳能电池的效率 达到了18.8%,2008年更提高到19.9%
碲化镉薄膜太阳能电池相关材料的制备与表征

碲化镉薄膜太阳能电池相关材料的制备与表征一、本文概述随着全球对可再生能源需求的不断增长,太阳能作为清洁、可再生的能源形式,受到了广泛的关注和研究。
碲化镉(CdTe)薄膜太阳能电池作为一种高效、低成本的太阳能电池技术,在近年来得到了快速的发展。
本文旨在深入探讨碲化镉薄膜太阳能电池的相关材料制备与表征技术,以期为进一步提高其光电转换效率和稳定性提供理论支持和实践指导。
本文将首先概述碲化镉薄膜太阳能电池的基本原理、发展历程和应用前景,然后详细介绍碲化镉薄膜材料的制备方法,包括溶液法、气相法等多种方法,并分析各种方法的优缺点。
接着,本文将探讨碲化镉薄膜的表征技术,如射线衍射、扫描电子显微镜、能谱分析等,以揭示碲化镉薄膜的结构、形貌和性能特点。
本文还将讨论碲化镉薄膜太阳能电池的光电性能评估方法,包括光电转换效率、稳定性等关键指标。
通过本文的研究,我们期望能够为碲化镉薄膜太阳能电池的研发提供有益的参考和启示,推动太阳能电池技术的不断创新和发展,为实现全球能源转型和可持续发展做出积极的贡献。
二、碲化镉薄膜太阳能电池的基本原理与结构碲化镉(CdTe)薄膜太阳能电池是一种基于光电效应原理,将太阳能转化为电能的装置。
其基本结构包括碲化镉光吸收层、透明导电层、背接触层和基底等几部分。
光吸收层是碲化镉太阳能电池的核心部分,由碲化镉材料构成,具有较宽的光吸收范围和较高的光吸收系数。
当太阳光照射到碲化镉薄膜上时,光子被吸收并激发出电子-空穴对。
这些电子-空穴对在材料内部发生分离,并分别向透明导电层和背接触层移动,形成光生电流。
透明导电层通常由氟掺杂的氧化锡(FTO)或掺铝氧化锌(AZO)等材料构成,具有高透光性和良好导电性。
它的主要作用是收集光生电子,并将其传输到外电路。
背接触层位于碲化镉光吸收层的背面,通常由金属或金属氧化物构成。
它的作用是收集光生空穴,并将其传输到外电路。
同时,背接触层还起到与基底连接的作用。
基底是碲化镉太阳能电池的支撑结构,通常由玻璃或不锈钢等材料构成。
薄膜太阳能电池的进展和展望

2020年01月比传统人工看管更省心、更准确。
PLC 系统在电机控制过程中不断的调整使得系统更加趋近于完善,在减少人力的前提下达到更高的生产效益[3]。
3.6对开关量的控制开关量是对自动化系统的重要控制手段,在维持的全过程自动化系统的正常运行起到决定性作用。
传统的自动化控制系统多采用电磁型继电器,但由于其过于复杂和繁琐,导致使用过程中一旦出现问题很难修复,也就影响了电气工程生产的经济效益,对企业的发展是不利的。
随着科学技术的不断提高,在开关量中使用PLC 技术不但可以使传统电磁继电器过于复杂的性质有所改善,还可以通过程序的编辑模拟继电器的工作原理,进而取代电磁继电器在工业生产中的使用。
通过全新的PLC 系统行驶电磁继电器的功能,不影响原有工作效率的前提下更简化了操作,出现问题也能及时发现,极大的提升了开关量的控制能力,也节省了企业的生产成本。
4PLC 技术在电气工程及其自动化控制中的发展趋势随着工业生产水平日益提升,电气工程及其自动化对相应的技术要求也逐渐提高,传统控制技术的生产力和生产质量不足以追赶现阶段飞速发展的国民生产水平,高新产业不断扩大,新型技术层出不穷,在配合电气工程及其自动化控制领域,PLC 技术起到了至关重要的推动作用。
在未来的发展中,要注重控制PLC 技术的稳定性,使其在各种环境都能够适应并且稳定的运行。
对PLC 技术的抗干扰能力要进一步加强,从而提升工业生产的自动化水平。
提升PLC 技术和互联网的关联性,大数据生产模式下通过简单地自动化操作完成人力所无法完成的工作。
同时,必须不断对PLC 技术进行创新和发展,才能跟得上科技发展的脚步,确保电气工程及其自动化控制的发展。
虽然现阶段PLC 技术对于电气工程及其自动化控制的运行和推广起到了极大的助力,但也存在在一些不可忽视的社会问题,PLC 技术需要大量的电子元件加持,过多的元件对于系统本身会产生负担,从而可能影响到PLC 技术的逻辑运算和数据分析能力,使其精确度出现误差乃至错误。
2024年镉碲薄膜电池市场分析报告

2024年镉碲薄膜电池市场分析报告1. 引言本报告旨在对镉碲薄膜电池市场进行分析,包括市场概况、市场规模、竞争情况以及市场发展趋势等方面的详细分析。
镉碲薄膜电池作为一种新兴的能源存储技术,具有较高的能量密度和循环寿命,在太阳能光伏和电动车等领域具有广阔的应用前景。
2. 市场概况2.1 定义镉碲薄膜电池是一种利用镉和碲组成的薄膜来实现能量存储的电池技术。
2.2 市场背景随着全球能源问题的日益突出,可再生能源的利用正在成为人们关注的焦点。
镉碲薄膜电池由于其高能量密度和循环寿命长的特点,逐渐受到市场的关注。
2.3 市场分类根据应用领域的不同,镉碲薄膜电池市场可以分为太阳能光伏市场和电动车市场。
3. 市场规模3.1 太阳能光伏市场目前,太阳能光伏市场是镉碲薄膜电池的主要应用领域。
根据统计数据显示,2019年全球太阳能光伏市场规模达到X亿美元,预计未来几年将保持稳定增长。
3.2 电动车市场随着电动汽车市场的快速发展,镉碲薄膜电池在电动车市场上的应用也在逐渐增加。
据市场研究机构预测,2025年全球电动车市场规模将达到Y万辆,为镉碲薄膜电池市场带来了巨大的增长空间。
4. 竞争情况4.1 主要厂商目前,镉碲薄膜电池市场的竞争主要集中在少数几家大型厂商之间。
其中,A公司、B公司和C公司是市场上的主要参与者,它们在技术研发和市场份额方面处于领先地位。
4.2 技术竞争镉碲薄膜电池市场的技术竞争主要集中在电池的能量密度、循环寿命和成本等方面。
目前,C公司通过技术创新和成本控制等手段,获得了市场的竞争优势。
5. 市场发展趋势5.1 技术升级随着科技的进步和需求的不断增加,镉碲薄膜电池市场将向更高能量密度、更长循环寿命和更低成本的方向发展。
技术升级将进一步推动市场的发展。
5.2 市场政策许多国家和地区已经制定了鼓励可再生能源发展的政策和法规,这将对镉碲薄膜电池市场的发展起到积极作用。
政策支持将促使市场规模的进一步扩大。
5.3 新兴市场除了太阳能光伏和电动车领域,镉碲薄膜电池还具有广泛的应用潜力。
碲化镉薄膜太阳能介绍

碲化镉薄膜太阳能介绍引言随着能源紧缺和环境污染问题的日益严重,人们对可再生能源的需求越来越迫切。
太阳能作为最常见的一种可再生能源,具有广泛的应用前景。
在太阳能应用中,碲化镉薄膜太阳能因其高效率、低成本和便捷的制备工艺而备受关注。
本文将介绍碲化镉薄膜太阳能的原理、制备方法和其应用前景。
一、碲化镉薄膜太阳能的原理碲化镉薄膜太阳能是利用碲化镉(CdTe)薄膜的光电特性转化光能为电能的技术。
CdTe是一种半导体材料,具有较高的光电转换效率和较低的制备成本,因此在太阳能应用中得到了广泛研究和应用。
CdTe薄膜太阳能电池的工作原理如下:光线穿过透明导电玻璃面板进入到CdTe薄膜层,碰到CdTe薄膜时,光子被吸收并产生电子空穴对。
电子空穴对被电场分离,使电子向一侧流动,空穴向另一侧流动,形成电流。
此时,阳光中的光能就被转化为了电能。
由于CdTe具有较大的光吸收系数和直接带隙,能够高效地吸收不同波长的光线,所以CdTe薄膜太阳能电池在光电转换效率上具有较大的优势。
二、碲化镉薄膜太阳能的制备方法碲化镉薄膜太阳能的制备方法一般分为物理蒸发法和化学溶液法。
物理蒸发法是通过热蒸发技术将CdTe材料蒸发到基底上,形成薄膜。
该方法制备简单,但成本较高。
化学溶液法通过将CdTe溶液沉积到基底上,在经过热处理后生成薄膜。
这种方法具有成本低、工艺简单、易于批量生产等优点,因此在工业化生产中被广泛应用。
三、碲化镉薄膜太阳能的应用前景碲化镉薄膜太阳能具有许多优点,包括高效率、低成本、适应性强等,因此在太阳能应用中有着广阔的前景。
首先,碲化镉薄膜太阳能电池的光电转换效率高。
由于CdTe的直接带隙和高光吸收系数,使得其太阳能电池的光电转换效率可以达到较高水平。
其次,碲化镉薄膜太阳能的制备成本相对较低。
与其他太阳能电池相比,CdTe的制备工艺简单,成本相对较低,更适合大规模生产。
此外,碲化镉薄膜太阳能在柔性太阳能领域有着广泛的应用前景。
由于其薄膜结构,碲化镉薄膜太阳能电池可以灵活地应用在各种复杂形状的基底上,如建筑物外墙、车顶等,可以充分利用光能资源。
2024年碲化镉市场环境分析

2024年碲化镉市场环境分析1. 市场背景碲化镉(CdTe)作为一种半导体材料,被广泛应用于太阳能电池、显示屏和辐射检测等领域。
随着可再生能源的快速发展和环保意识的增强,碲化镉市场前景广阔。
然而,碲化镉市场环境也面临着一些挑战和机遇。
2. 市场挑战2.1 原材料供应碲化镉的生产主要依赖于镉这一稀有金属。
由于镉的供应存在限制,其价格和供应稳定性成为碲化镉市场的关键问题之一。
2.2 竞争对手碲化镉市场竞争激烈,存在多个主要竞争对手。
许多公司都在开发和生产碲化镉产品,这增加了市场的竞争压力。
同时,一些竞争对手可能在技术、质量和价格等方面具有竞争优势。
2.3 潜在环境风险碲化镉在生产和处理过程中可能产生有害废物和污染物。
如果没有正确处理和管理这些废物,将对环境造成潜在的风险和负面影响。
这需要碲化镉相关企业采取有效的环境保护措施来减少环境风险。
3. 市场机遇3.1 太阳能产业发展碲化镉太阳能电池具有高效率、低成本和长寿命等特点,因此在太阳能产业中具有巨大的市场潜力。
随着全球可再生能源政策的推进和太阳能电池技术的不断进步,碲化镉太阳能电池市场有望迎来新一轮的增长。
3.2 新应用领域除了太阳能电池,碲化镉还在显示屏和辐射检测等领域有着广泛的应用。
随着技术的发展和市场需求的增长,碲化镉在这些新应用领域也将带来更多的机遇。
4. 市场前景尽管碲化镉市场面临一些挑战,但其前景仍然十分广阔。
如能克服供应问题、提高竞争力并加强环境保护,碲化镉市场有望实现长期稳定增长。
同时,随着新兴应用领域的拓展和太阳能产业的发展,碲化镉市场有望迎来更大的发展机遇。
5. 总结2024年碲化镉市场环境分析显示,碲化镉市场既面临挑战也面临机遇。
在充分认识市场挑战的基础上,企业应积极寻求创新和发展新领域,以获取更多的市场份额。
同时,加强环境保护和可持续发展意识,将有助于碲化镉市场的健康发展。
发展碲化镉薄膜太阳电池的几个关键问题

引言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0.1㎡组件生产线的建设和大面积电池生产技术的研发。
成本估算考虑电池的结构为玻璃/SnO2:F/CdS/CdTe/ZnTe/ZnTe:Cu/Ni,碲化镉薄膜的厚度为5微米,转换效率为7%,1MW碲化镉薄膜太阳能电池所消耗的材料的成本如下表所示。
碲化镉薄膜太阳能电池的材料成本可见,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%。
消耗材料的成本还可以进一步降低,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。
因此,材料成本达到或低于每峰瓦5元人民币是可能的。
考虑工资、管理、电力和设备折旧等其他成本,碲化镉薄膜太阳能电池的成本大约是每峰瓦13.64元人民币或更低。
因此,即使销售价格为每峰瓦20~22元人民币,约为晶体硅太阳能电池现在价格的60%,也能保证制造商有相当的利润空间。
由于碲化镉薄膜太阳能电池成本低,其发展对于解决我国西部地区分散居住人口的电力供应具有重要意义。
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。
据相关报道,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。
- 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)。
收 系数等 材料 特性 , 适合 制备 高效 薄膜 太 阳 电池 , 其
理论 转换 转化 率为 2 8
关键词 : 碲化镉 ; 太 阳能 电池 ; 研 究 现 状 中 图分 类 号 - TK5 1 文献标识码 : A
二 十一 世 纪 世 界 各 国加 速发 展 各 种 可 再 生 能
有 功率 温度 系数 低 和弱 光效 应 好 等 特 性 , 表 明碲 化
镉 太 阳能 电池更 适于 沙漠 、 高温 等复 杂 的地 理 环境 , 以及在 清晨 、 阴天 等弱 光环 境 下也 能 发 电 ; ( 3 ) C d Te
收 稿 日期 : 2 0 1 6 - 1 0 — 1 1
; ( 2 ) C d T e相 比硅 材 料 具
作者简 介 : 范 文涛 ( 1 9 8 7 ~ ) , 男, 江西丰城人 , 工程师 , 硕 士
第 1 1 卷
第 1 期
范文涛 , 等: 碲 化 镉 薄 膜 太 阳 能 电 池 的 研究 现 状 及 进 展
碲 化镉 薄膜 太 阳能 电池 结 构 简 单 , 其 生 产 时 间 与硅 系太 阳能相 比大 大 缩短 , 只 需几 小 时就 可 以完 成 由玻 璃 到成 品 的 出 货.目前 组 件 成 本 可做 到 0 . 5 美 元/ w 左右 , 当组件 效 率上 升 , 成 本还 有 进 一步 下
第 1 1卷
第 1 期
材
料
研
究
与
应
用
Vo1. 11, No. 1
Ma r .2 0 1 7
2 0 1 7 年 3 月
M ATERI ALS RE S EARCH AND APP LI C AT1 0N
文章编号 : 1 6 7 3 - 9 9 8 1 ( 2 0 1 7 ) 0 1 — 0 0 0 6 — 0 3
源, 希望 可 以解决 日益严重 的 温室效 应 、 能源 枯竭 和
环 境污 染等 全球 性 危 机 . 太 阳能 产 业 是 未来 能 源 的
一
个 主导产 业 , 亦 是 国 家 和地 方 政 府 大 力扶 植 的 战
略新 兴产 业 , 市 场 潜力 巨大 . 目前 , 太 阳能 电池 市 场 主要产 品是 硅 系太 阳能 电池 , 占市 场 总额 的 8 O 以
1 9 6 3年 , C u s a n o ¨ 5 研制 出了以碲 化 镉为 , z 型 和 以 碲
化 亚铜 为 P型 结构 的 电池 , 其光 电转 化 效率 为 7 ,
e V) 与太 阳能 光 谱 相 匹配 , 高于硅材料 1 0 0倍 的吸
这无 疑 是碲化 镉 薄 膜 电池 的一 个 开 端 . 在 1 9 8 2年 ,
能 电池 , 其 转换 效率 超 过 1 0 , 这是 现在 C d T e薄膜
太 阳能 电池产 业 化 的原 型. 在 1 9 9 3年 , 美 国佛 罗 里
量 将大 幅 降低 ; 当大规模组件效率达到 1 5 9 / 5 , 厚 度
减 少到 0 . 2“ m 时, 每 1 GW 的消耗 碲含 量 只需 4 . 4
属于 简单 的二元 化合 物 , 易 生成单 相 材料 , 已有多 种 技术 可制 备 1 o 以上 的 C d Te小 面 积 电池 , 其 中 C S S ( 近距 离 升 华 ) [ 3 和 VTD( 气相输运沉 积) 技 术 具有 沉积 速 率 高 、 原材 料 利 用 率 高 、 生 产 成 本低 , 以及所 制 备 的 膜 质 好 、 晶粒大等优 点, 应 用 最 为 广
C d Te 薄 膜太 阳 电池 与 其 他 化 合 物 薄膜 电池 相
比具有 以下 特 点 : ( 1 ) C d Te的 禁 带 宽 度 ( 约 1 . 4 5
镉 为代 表 的化合 物 薄 膜 太 阳能 电池 发 展迅 速. 国际 上 碲化镉 薄膜 太 阳 电池 的研 究 和 制 造 十分 活 跃 , 在
碲 化 镉 薄膜 太 阳 能 电池 的研 究现 状 及 进 展
范 文涛 , 朱 刘
广 东 先 导稀 材 股 份有 限公 司 , 先进材料研究院 , 广东 清远 5 1 1 5 1 7
摘 要 : 碲 化 镉 薄膜 太 阳 能 电 池 已 成 为 全 球 光 伏 领 域 研 究 热 点 之 一 . 本 文 阐 述 了 碲 化 镉 薄 膜 太 阳 能 电 池 的特 性 , 介 绍并 探 讨 了国 内外 碲 化 镉 薄 膜 太 阳能 电池 领 域 的研 究 现 状 及 产 业 化 进 展 .
泛, 可 实现规 模 化生产 .
上_ 1 ] , 但 晶硅 电池 的高 成 本 和生 产过 程 的高 污 染 等
问题一 直 困扰着 太 阳能 电池 市场 , 随着 薄膜 太 阳能 电池技 术 的不 断发 展 , 未来 薄 膜 太 阳能 电池将 成 为 太 阳能 电池 领域 的 主导技 术 , 并 被广 泛应 用.目前 有
光性 更好 等 优势 . 除 了光伏 发 电之外 , 未来 薄 膜 电池 还 可 以应 用 于汽 车 、 手 机等 设备 上 , 其 发展 前景 极 为
可 观.
2 碲 化 镉 薄 膜 太 阳能 电池 的 研 究 现 状
太 阳能 电池 的 发展 已经 走 进 了第 三代 , 以碲 化
间.
市 场前 景 的薄膜 太 阳能 电池 主要 有 三种 , 分 别 是 非
晶硅 、 碲化镉 ( C d T e ) 和铜铟镓硒 ( C I GS ) 薄 膜 太 阳 能 电池 , 而 碲化镉 薄 膜太 阳能 电池是 其 中的佼 佼 者 ,
与传统 的单 晶硅 太 阳能 电池相 比, 其 具有 成本 低 , 弱