硅基薄膜电池基础
光谱特征： 光谱特征：AM1.5
Light
Θ
cosΘ=2/3 (48.2o) Θ
AM1.5=1/cosΘ
Best Solar Confidential
组件效率Eff计算 组件效率 计算
Eff =Pm/（1000W/m2×组件面积) 例如公司电池片输出功率为480W，面积为5.7m2 ， 则效率η=480/(1000*5.7)=8.42% Stable Eff & Initial Eff Initial Eff 初始最大输出功率 稳定最大输出功率 Stable Eff LID (初始功率-稳定功率)/初始功率
一、太阳能电池分类汇总
薄膜太阳电池分类 硅基薄膜太阳电池的发展 薄膜电池的光照性能衰退现象 电池光电转换效率的计算 电池片的应用
3
Best Solar Confidential
薄膜太阳电池简介
United Solar(~8%) ,EPV(5~6%) US
非晶,非晶 微晶(a-Si,a-Si/µc-Si) 非晶/微晶 硅薄膜 非晶 非晶 微晶 µ
2、制备方式 、
磁控溅射 电子束蒸发
DC-磁控溅射 磁控溅射 RF-磁控溅射 磁控溅射
Best Solar Confidential
FTO( SnO2:F) 掺氟氧化锡
薄膜太阳能电池
1、应用范围
优点: 成本低,制备技术相对成熟 制备技术相对成熟,耐热性能好 优点 成本低 制备技术相对成熟 耐热性能好 缺点: 缺点 Sn4+易被氢离子还原 易被氢离子还原
非晶硅/微晶硅电池的未来结构 非晶硅 微晶硅电池的未来结构
Best Solar Confidential
非晶硅的光照衰退(Staebler-Wronski效应 效应) 四 、非晶硅的光照衰退 效应
光致衰退现象：非晶硅电池在强光下照射数小时，电性能 下降并逐渐趋于稳定；若样品在160℃下退火，电学性能 可恢复原值(S-W效应) 非晶硅制造过程中Si-Si弱键的作用
9~13
透过率（ %)
A Haze Compensated Transmissiion B Direct Transmission
600
700
800
900
波 长 （ nm)
Best Solar Confidential
薄膜太阳能电池的未来
更低的成本
100% 80% 60% 40% 20% 0% Watts per Module Materials Cost Reduction Operational Imrovements Final Cost
Best Solar Confidential
Oerlikon AMAT Kanaka Sharp……..
?
6
三、硅基薄膜电池优缺点 硅基薄膜电池优缺点 优点: 优点:
耗材少: 硅薄膜太阳电池的厚度在2 耗材少: 硅薄膜太阳电池的厚度在2μm左右其厚度只有晶硅电池的1% 左右其厚度只有晶硅电池的1% 能耗低:硅薄膜电池制备工艺200 左右，而晶体硅核心工艺需要1000 能耗低:硅薄膜电池制备工艺200OC 左右，而晶体硅核心工艺需要1000OC 无毒， 无毒，无污染 更多的发电量 a.良好的弱光性 使得在阴雨天比晶体硅电池有多10% 良好的弱光性: 10%左右的发电量 a.良好的弱光性:使得在阴雨天比晶体硅电池有多10%左右的发电量 b.高温性能好 温度系数低, 高温性能好: b.高温性能好:温度系数低,使得薄膜电池在高温工作状况下同样有比晶体硅 电池 高的发电量 美观、 美观、大方 电池组件的颜色与建筑物的颜色比较容易匹配， 环境， 电池组件的颜色与建筑物的颜色比较容易匹配，美化室内外 环境，加 上精细、整齐的激光切割线，使建筑物更加美观、大方，更有魅力。 上精细、整齐的激光切割线，使建筑物更加美观、大方，更有魅力。 应用稳定性更好 由于非晶硅太阳电池的电流密度较小,热斑效应不明显，所以， 由于非晶硅太阳电池的电流密度较小,热斑效应不明显，所以，使用起来更加 方便、可靠。 方便、可靠。 能源回收期短 成本低且下降空间大
10.0%
9.5%
Intermediate Layer (SOIR)
9.0%
8.5%
Q1 Q2 Q3
ZnO:Ag + TCO
Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4
CY2009
CY2010
CY2011
CY2012
CY2013
26
Best Solar Confidential
硅基薄膜太阳电池基础知识 介绍
部门: 部门 技术部 2010年5月31日 年 月 日
1
Best Solar Confidential
提 纲
太阳电池分类 硅基薄膜太阳电池的发展 硅基薄膜太阳电池的优缺点 薄膜电池的光照性能衰退现象 电池光电转换效率的计算 薄膜电池工艺基础简介
2
Best Solar Confidential
Today
实验室: Triple 电池 ~ 15.3% 产业化: 非晶硅/微晶硅叠层电池 G5 (1.1*1.3M2) ~ 9.6% G8.5(2.2*2.6M2) ~8.5%
5
Best Solar Confidential
硅基薄膜太阳电池的技术发展
EPV, Oerlikon, AMAT
EPV
EPV 泉州金太阳 Unit-solar
Leybold Optics(~9.5%) German Kaneka, Sharp ( 8~10%) Japan
LG, 周星 周星(~9.6%) 韩国 正泰(~9.0%),天威 正泰 天威(6`7%),新奥 新奥 天威 (8~8.5%),金太阳 金太阳(~8%%),尚德 尚德(6`7%), 金太阳 尚德 百世德(8~8.5%) 中国 百世德
Best Solar Confidential
六、 薄膜电池工艺简介
Best Solar Confidential
叠层电池结构
Ag (130~200nm) AZO(~100nm) μc-Si(~1.7μm) SiO2(100nm) a-si(~300nm) TCO(700~1000nm) SiO2(20~40nm)
TJ Cost: - 40%
Best Solar Confidential
更高的效率
$ Production/watt =
12.0%
Cost/m2 Watt/m2
Driving Cost Down Driving Watts Up
Project - X
11.0%
10.5%
Enhanced Light Trapping
1 、应用范围
优点: 稳定性好;近红外高透过率 近红外高透过率,不受氢 优点 稳定性好 近红外高透过率 不受氢 离子还原作用 缺点：成本较高 产品有待验证 缺点：成本较高,产品有待验证
2、制备方式 、
磁控溅射+制绒 磁控溅射 制绒 ( leybold optics, PIA Nova, 信义玻璃 )
120 100
1.0
Current/A
Power/W Power/W
80 60 40 20
0.5
0.0 0 20 40 60 80 100 120 140 160
0
Voltage/V
Best Solar Confidential
名词解释
Pm：在标准环境下的输出功率，等于Vm*Im ：在标准环境下的输出功率，等于 Voc：为电池片在不带任何负载下的电压 ： Isc：为电池片正负极短路条件的电流 ： Vm：为最大输出功率时对应的电压 ： Im：为最大输出功率时对应的电流 ： FF： FF：为Pm/(Voc*Isc) Rs：表征电池内部的串联电阻 ： Rsh：表征电池元之间的并联电阻 ：
90%
85%
80%
0
20
40
衰减时间（天）
60
80
Best Solar Confidential
五、电池的光电转换效率计算
测试环境
标准条件（ ） 标准条件（STC） • 光强：光功率密度为 光强：光功率密度为1000W/m2 • 光谱特征：AM1.5 光谱特征： • 环境温度：25℃ 环境温度： ℃
碲镉系(CdTe) 碲镉系 金属薄膜
铜铟系(CIS,CIGS) 铜铟系
First Solar， US ，
JST German 中国
山东孚日股份
染料薄膜和有机薄膜(TiO2) 染料薄膜和有机薄膜
Best Solar Confidential
二 、硅基薄膜太阳电池的发展
History
1975年Spear等在非晶氢硅中实现可控掺杂， 1976年美国RCA实验室制成了世界上第一个非晶硅太阳电池效率2.4% 1980年日本三洋电器公司利用非晶硅太阳电池制成袖珍计算器； 1987年掺C, 掺Ge,光陷阱工艺非晶硅电池转化效率达12%(Initial)；面 积从0.1M2 发展到0.3M2 , Module 功率14W( stable Eff ~5%) 1988年与建筑材料相结合的非晶硅太阳能电池投入应
Best Solar Confidential
TCO与薄膜太阳能电池的关联 与薄膜太阳能电池的关联
Ag
ZnO:Al
n:a-si
i:a-si p:a-si TCO(SnO2:F) glass
光生电压Voc
+
TCO用于薄膜电池的前电极 用于薄膜电池的前电极
Sunlight
薄膜太阳能电池
Best Solar Confidential
其他 (GAO,ATO, …..)
Best Solar Confidential
多晶硅的基础知识.doc
多晶硅的基础知识重要的半导体材料，化学元索符号Si,电子工业上使用的硅应具有高纯度和优良的电学和机械等性能。
硅是产量最大、应用最广的半导体材料，它的产量和用量标志着一个国家的电子工业水平。
在研究和生产中，硅材料与硅器件相互促进。
在第二次世界大战中，开始用硅制作雷达的高频晶体检波器。
所用的硅纯度很低乂非单晶体。
1950年制出第一只硅晶体管，提高了人们制备优质硅单晶的兴趣。
1952年川肓拉法(CZ)培冇硅单晶成功。
1953年乂研究出无土甘圳区域熔化法(FZ),既可进行物理提纯乂能拉制单晶。
1955年开始采用锌还原四氯化硅法生产纯硅，但不能满足制造晶体管的要求。
1956年研究成功轼还原三氯轼硅法。
对硅屮微量杂质又经过一段时间的探索后，氢还原三氯氢硅法成为一种主要的方法。
到1960年，用这种方法进行工业生产已具规模。
硅整流器与硅闸流管的问世促使硅材料的生产一跃而居半导体材料的首位。
60年代硅外延牛长单晶技术和硅平血工艺的出现，不但使硅晶体管制造技术趋于成熟，而且促使集成电路迅速发展。
80年代初全世界多晶硅产量已达2500吨。
硅还是有前途的太阳电池材料乙一。
用多晶硅制造太阳电池的技术已经成熟；无定形非晶硅膜的研究进展迅速；非晶硅太阳电池开始进入市场。
化学成分硅是元素半导体。
电活性杂质磷和硼在合格半导体和多晶硅中应分别低于0.4ppb 和O.lppb。
拉制单晶时要掺入一定量的电活性朵质，以获得所要求的导电类型和电阻率。
亜金屈铜、金、铁等和非金屈碳都是极有害的杂质，它们的存在会使PN结性能变坏。
硅中碳含量较高，低丁• lppm者nJ认为是低碳单晶。
碳含量超过3ppm时其有害作用已较显著。
硅中氧含量其高。
氧的存在有益也有害。
直拉硅单晶氧含量在5〜40ppm范围内；区熔硅单晶氧含量可低于lppmo硅的性质硅具有优良的半导体电学性质。
禁带宽度适中，为1.21电子伏。
载流子迁移率较高，电子迁移率为1350厘米2/伏•秒，空穴迁移率为480厘米2/伏•秒。
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。
薄膜电池与晶体硅电池比较
发电成本高是两大类太阳能电池的共性问题晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池是目前光伏市场的两种要产品，晶硅太阳能电池占据市场主流，约占90%左右的市场份额。
由于多晶硅生产工艺的属性决定了其产业链生产环节，尤其是多晶硅提纯中会存在高能耗、一些技术水平不高的企业甚至存在高污染问题。
而在应用中，晶硅太阳电池由于其温度效应和光谱响应范围窄的影响，使本来较高的光电转换效率大打折扣，从而影响光伏组件实际发电量。
薄膜太阳能电池因没有这些缺点应运而生，其不足在于转换效率相对较低，生产工艺复杂，生产设备昂贵，难以实现规模化生产。
发电成本高是两大类太阳能电池的共性问题。
中科院院士、北京大学物理学院教授甘子钊介绍说，薄膜太阳能电池家族主要包括硅基非晶硅(a-Si)、碲化镉(CdTe)、铜铟镓硒(CIGS)三大类薄膜太阳能电池。
铜铟镓硒薄膜太阳能电池具有生产成本较低、能耗低，污染小、不衰减、弱光性能好等特点，光电转换效率居各种薄膜太阳能电池之首，接近多晶硅太阳能电池，而耗材大大低于晶体硅电池，因此，被国际上称为“下一代非常有前途的新型薄膜太阳能电池”。
此外，该电池具有柔和、均匀的黑色外观，是对外观有较高要求建筑物BIPV应用的理想选择，如大型建筑物的玻璃幕墙等，在现代化高层建筑等领域有潜在的广泛市场。
但CIGS要实现大面积量产，提升效率和良品率，是必须攻克的难题。
河南燕垣光伏能源有限公司总工程师陆真冀具体介绍了CIGS薄膜电池的几大优势，他说，CIGS薄膜电池具有更低廉的发电成本，减少了材料消耗，薄膜电池的生产成本普遍低于晶硅电池；更优越的弱光性能同规模组件，薄膜电池一天的发电量比晶硅电池大约超出10%～20%；更加多样化的用途薄膜电池，可以发展出多用途的产品，比如柔性基底电池等等。
因此，也受到业内不少厂商的广泛关注，但主要都是大面积平板CIGS薄膜电池。
太阳能集电管应运而生CIGS太阳能集电管具有高效、廉价、有自主知识产权、设备能够国产化等一系列优点。
薄膜材料
•
ɑ-Si:H/ɑ-C:H • 微晶硅μc-Si:H • 多晶硅poly-Si:H
6.
•
6.
1 硅基非晶态半导体薄膜
6.
1 硅基非晶态半导体薄膜
非晶态半导体薄膜材料在光电器件方面的独特性
性能如下：
• • • • •
能
非晶硅及硅基合金材料，对太阳光有很高的吸收系数，并产生最 佳的光电导值。 很容易实现高浓度可控掺杂，并能获得优良P-N结。 可以在很宽组分范围控制它的能隙变化。 很容易形成异质结，并有十分低的界面态。 沉积温度低。
湖南大学电子封装材料与薄膜技术研究所
Institute of Electronic Packaging Material & Thin Film Technology
薄膜与电子材料
硅、碳基 薄膜材料
2017-2018-2
主要内容
硅基非晶态半导体薄膜
多晶硅和微晶硅薄膜 碳基薄膜材料 导电薄膜
• • • •
可以部分实现连续的物性控制。当连续改变组成非晶半导体的化学组分 时，其密度、相变温度、电导率、禁带宽度等也随之而连续变化。 非晶半导体材料在热力学上处于亚稳态，在一定条件下可以转变为晶态
（退火），其主要原因是非晶态状态下具有更高的晶格位能。
非晶硅及其合金膜的结构、电学和光学性质，十分灵敏的依赖于制备条 件和制备方法，因此性能重复性相比于晶态材料要差得多。 非晶态半导体的物理性能往往是各向同性的，主要是因为其结构为共价 键无规则网络结构，不受周期性结构的约束。
TCO简介
A B
Al
ZnO:Al
n:a-si
i:a-si p:a-si TCO(SnO2:F)
透过率（ %)
A Haze Compensated Transmissiion B Direct Transmission
+
光生电压 Voc
600
700
800
900
波 长 （ nm)
RS=RTCO+RTCO/P接触+R体电阻+R背电极
粗糙表面和光滑表面上的银膜 的光谱透过率和反射率曲线
confidential
广东汉能光伏有限公司
四、TCO膜性能与表征：
AZO制绒的基本原理
a=0.32426nm c=0.51948nm
confidential
广东汉能光伏有限公司
四、TCO膜性能与表征：
TCO绒面结构的影响因素
制绒工艺的影响 酸的种类 酸的浓度 腐蚀时间
confidential
广东汉能光伏有限公司
TCO膜的陷光结构介绍
四、TCO膜性能与表征
增加了入射光在光吸收层中的光程。 提高了光的吸收效率，提高了太阳电 池的光电转化率。
confidential
广东汉能光伏有限公司
四、TCO膜性能与表征：
TCO膜的陷光结构介绍
可见光范围内光谱透 过率之差在5%以内， 由于它们的光谱反射 率曲线没有差异，显 然透过率的差异是由 膜层的吸收作用造成 的。
confidential
广东汉能光伏有限公司
三、 TCO制备影响因素
衬底温度的影响
在低温时，薄膜中晶粒尺寸通常较小，晶粒间界散射占主导地位，对载流子的迁移 率产生较大的影响。 随着衬底温度的升高，薄膜在沉积过程中获得较大能量而使晶粒尺寸增大，大的晶 粒可以减少载流子的散射使迁移率相应增加，薄膜缺陷减少。 温度过高，尺寸过大，使得晶粒的取向性变差以及分散度和偏离度变大，晶界中缺 陷增多，形成了更高的晶界势垒，使散射增大。
hjt电池工艺
hjt电池工艺HJT电池工艺是目前新型高效光伏电池技术之一，其全称是异质接触宽段调制电池(Heterojunction with Intrinsic Thin-layer technology)。
与常规硅基太阳能电池相比，HJT电池具有更高的转换效率、更好的低光性能和更长的使用寿命。
下面逐步介绍HJT电池工艺。
1. 制备n型硅片HJT电池的第一步是制备n型硅片，它是制造太阳能电池的基础。
通过热扩散或离子注入等方法将硼或磷等掺杂物加入硅片中，使得硅片内形成n型或p型掺杂区域。
在HJT电池中，n型硅片表面还要进行化学加工，形成表面粗糙的结构，从而增加光吸收的机会。
2. 涂敷透明导电氧化物在n型硅片表面涂敷透明导电氧化物，如氧化锌或氧化锡等。
这层导电薄膜对光的反射率低，能使光更容易穿透到n型硅片内部。
此外，该薄膜还可以充当电极，将电池中的电流收集到太阳能电池板上。
3. 通过物理气相沉积制备p型硅薄膜在n型硅片上沉积一层p型硅薄膜。
该薄膜增强了硅片的光吸收能力，并形成异质结，改善了电池的电特性和电极中电子的收集效率。
4. 氧化硅层在p型硅薄膜上再涂覆一层氧化硅，这可抑制电池中的电子-空穴复合，并且通过调节氧化硅层的厚度来调制电池结构。
5. 沉积透明导电薄膜在氧化硅层上沉积透明导电薄膜，例如氧化锌或氧化锡。
这成为电池的反射层和收集电极。
6. 电池边缘旁路通过金属电极在电池边缘添加旁路，可以有效减小电池内阻，提高电池输出性能的稳定性和功率密度。
综上所述，HJT电池工艺的研究和应用在现代新能源技术中发挥着非常重要的作用。
其制造过程看似简单，但从实验室的研究到商业化的应用，需要扎实的基础研究，精益求精的工艺研发，以及对市场需求的把握和分析。
相信在未来的应用中，HJT电池的价值将会被更广泛地认识和广泛的应用。
CIGS薄膜太阳能电池的研究及制备
CIGS薄膜太阳能电池的研究及制备摘要：CuIn1-xGaxSe2（CIGS）薄膜太阳能电池以其效率高、稳定性强、耐辐射、耗材少等众多优点成为近些年太阳能电池领域的研究热点。
这种电池的性能主要由吸收层 CIGS薄膜的质量决定，目前其主要制备方法有：共蒸发法、金属预置层后硒化法、电沉积法和喷雾高温分解法等，然而由于 CIGS 薄膜结构复杂，结晶成膜要求条件较高，以共蒸发法和金属预制层后硒化法为主的制备方法还存在着各种各样的问题，阻碍了其产业化的进程。
本文利用磁控溅射方法制备了 CIGS 薄膜太阳能电池各层薄膜，研究了溅射的工艺参数以及退火温度对薄膜结构和各种性能的影响。
关键词：CIGS薄膜太阳能电池,磁控溅射,合金靶,固态硒源,硒化1 引言能源和环境是二十一世纪面临的两个重大问题，据估纠¨，以现在的能源消耗速度，可开采的石油资源将在几十年后耗尽，煤炭资源也只能供应人类使用约200年。
随着全球经济的发展，尤其是中国、印度等新兴国家经济的快速增长，整个世界正在以前所未有的速度消耗自然资源，这也是世界原油、煤炭价格飙升的一种基本因素。
2004年，世界一次能源消费构成中煤炭占27．2％、石油占36．8％、天然气23．7％、水电占6．2％、核电占6．1％；同期中国一次能源消费成中煤炭占69．0％、石油占22．3％、天然气占2．5％、水电占5．4％和核电占O．82％。
随着一次性能源走向枯竭；未来人类将无可选择地依赖太阳能、风能、核能等清洁能源；尤其是取之不尽的太阳能。
正因为如此，即便在成本高企的现状下世界各国政府依然未雨绸缪，在政策上给予大力的支持，推动光伏产业的高速发展。
因此，太阳能光伏发电成为了世界上各种能源中发展最快的能源之一，世界光伏产业在上世纪80年代至90年代中期，年平均年增长率为15％左右。
90年代后期，世界市场出现了供不应求的局面，发展更加迅速。
1997年世界太阳电池光伏组件生产达122MW(太阳能电池的峰值功率，通常可用Wp表示)，比1996年增长了38％，是4年前的2倍，是7年前的3倍，超过集成电路工业。
70兆瓦非晶硅薄膜电池项目在济宁开建
能 光 伏 产 业链 ， 目 前 联 电 集 团 １３家 子
公 司 已 落
培训薄 膜太 阳能 电池领 域 的标准 化技术 人才 ，
项目在济
兆瓦
、 Ｊ
ｏ
据 有 关媒 体报 道 ，总 投 资 ２７ 美 元 的 联 相 （ 东 ） 非 晶 ．亿 山 硅 薄膜 太 阳 能 电池项 目 日前 在 济 宁 开 工 建 设 。 该 项 目正 式 投 产 后 ， 年 产 非 晶硅 薄 膜 电池 可
（ 利平 ） 卢
有 关 媒
体 报 道 ， 国
内 薄 膜 太 阳 能 电 池 标 准 组 织
— — — —
ｄ 丁
国 电 子 工 业 标
准 化 技
术 协会 薄膜太 阳能 电池 标准 工作委 员会 前不 久 在 ， 省 佛 Ｌ市 成 立 。 这 是 我 国在 方 兴 未 艾 的 东 【 ｌ 光 伏 产 业 争 取 更 大 话 语权 的 重要 举 措 。 薄 膜 太 阳能 是 太 阳 能 光 伏 技 术 的 先进 类 型 。为薄膜 太 阳能 电池制 定 “ 中国标准 ”， 将有 利 于我 国光伏 产业 规范有 序 发展 ，有利 于我 国 光伏企业更好地参 与国际竞争 。 目前 ，全球光 伏产 业发展 迅猛 ，我 国光伏 产 业 发 展 面 临 巨 大 机 遇 和 严 峻 挑 战 ， 在 刚 刚 展 开 的 全 球 战 略 性 新 能 源 产 业 布 局 中 ， 摆 脱 原 料 、 市 场 和 核 心 技 术 设 备 “ 头 在 外 ” 、 受 制 三 于人 的不 利局面 ，谋 求在 全球产 业链 的更 大话 语权 ，成为我们企业 的当务之急 。 据 了解 ， 薄 膜 电池 标 工 委 工 作 目标 ， 除 了 制 定 我 国薄 膜 阳 能 电 池 标 准 体 系 外 ， 还 包 括
柔性太阳电池组件介绍(3)
目前主流柔性产品
三叠层太阳电池工艺介绍
第一步：沉积
衬底清洗， 沉积背反射器
沉积光伏层 (非晶硅)
沉积减反射膜
工艺介绍
第二步：电池切割
切割成单片电池
电池钝化，敷设栅线
工艺介绍
第三步：层压
单体电池互联及组件封装
完成并进行PV组件测试
三叠层电池
• 三叠层电池的连续镀膜装置示意
三叠层a-SiGe 薄膜电池
技术优势
三结技术
• 几个电池叠加增加光的吸收 • 低带隙材料增加光的吸收 • 更薄的本证层，以减少光致衰退
• 弱光响应优 • 温度特性好 • 环境适应性好
安装方便
• • • • • • • • • • • 可以很容易的应用于多种保护膜 (TPO, EPDM, PVC) 和 Mod-Bit 屋面材 料 不需屋顶打孔固定 不需要安装附加支撑 能够与原建筑设计很好的结合 高风隆起阻力 易于安装 便于维护光伏组件提前与保护膜粘合在一起，然后卷起，运输到安装现场 提供光伏组件与 PVC 、EPDM/TPO 及其它材料粘合的解决方案 金属屋面材料也可以预置安装 (新屋顶安装成本更低)常规应用坡度 (5 to 0 65 坡度) ) 低荷载不需要结构评估 (小于4.9Kg/M2) 建议直接粘合钢或不性区分，硅薄膜太阳电池可以分成五代太阳电池： • 第一代：非晶硅单层太阳电池。稳定效率在5%，电池衰减：30% （Oerlikon， 深圳拓日） • 第二代：非晶硅/非晶硅双叠层太阳电池生产线。稳定效率：6%；电 池衰减：15%。（EPV，Bangkok Solar，CGsolar，普乐新能源，津能 电池等） • 第三代：非晶硅/非晶硅锗三叠层太阳电池。稳定效率：7～8%；电池 衰减：<10～15%（美国Uni-Solar）。日本的Fujisolar 和佳能公司 将这种太阳电池加以简化，开发出非晶硅/非晶硅锗双叠层太阳电池。 稳定效率：7～8%；电池衰减：<10～15% • 第四代：非晶硅/微晶硅电池生产线。稳定效率：7～8%；电池衰减： <10%。（日本Kanaka，Sharp，Mitsubushi, Oerlikon 等） • 第五代：非晶硅/非晶硅锗/微晶硅三叠层太阳电池。目标效率11% （美国Uni-Solar，日本Kanaka, Sharp 等）。
薄膜太阳能电池1课件ppt
dian'ch用屋顶组件、大型商用屋顶轻质组件、太阳能电站组件等领域。
2021/3/10
10
CIGS电池的发展历程
2021/3/10
11
CIGS薄膜制备技术的研发热点
•在CIGS太阳能电池技术发展过程中，需要科研工作者进一步解决的主要问题 包括以下三个方面： （1）提高光电转换效率 （2）降低电池成本 （3）无毒无污染工艺开发
2021/3/10
CIGS黄铜矿和ZnS闪锌矿的结构 8
CIGS薄膜太阳能电池的基本工作原理
• 以CIGS薄膜作为P型区，以ZnS、i-ZnO、TCO薄膜共同构成n型区。 • 形成的机理主要是P区和n区多子的相互扩散，最终达到动态平衡形成内建场。E是内建场，使得产生
的空穴-电子对分离的动力。 • 内建场使得P型区的费米能级上移，n型区的费米能级下移，形成p-n结统一的准费米能级。当能量大
CIGS太阳能电池结构示意图
7
吸收层CIGS（CuInGaSe2）是薄膜电池的 核心吸光材料，属于正方晶系黄铜矿结 构，为p型半导体，光生载流子主要在这 里生成。 通过掺杂适量Ga到CuInSe，以Ga代替部 分同族In的位置，如果调整Ga的成分比 例，即可形成梯度带隙半导体（而CIS为 直接带隙半导体），产生背表面场， 则获得更多的输出电流，从而大大提高 其性能。 ZnS为n型半导体，与CIGS形成p-n结构。
具有较强抗辐射能力 硏究发现，在1MeV
电子辐照下，CIGS 性能并没有任何衰减 趋势
2
光吸收能力强。 通过调节Ga的含量，
可使CIGS的禁带宽度 在1.04-1.67 eV内调 整，以得到所要的吸 收层材料
3
转换效率高 德国Mห้องสมุดไป่ตู้nz集团与ZSW