太阳能薄膜电池
太阳能薄膜电池,重量轻,厚度薄可弯曲,易携带
传统硅晶电池由于由硅晶体组成,电池主要部分易碎,易产生隐形裂纹,大多有一层钢化玻璃作为防护,造成重量大,携带不便,抗震能力差,造价高,效率或多或少降低
太阳能薄膜电池克服了上述缺点,但并没有传统硅晶电池转化效率高太阳能薄膜电池的转化效率之提升是目前太阳能科技界正在研究的主方向由于尚未完全成熟,大规模生产仍有一定风险,但势必会在太阳能领域占有重要地位其发展前景非常看好。
太阳能薄膜电池有:铜铟硒太阳能薄膜电池
硅粒晶体太阳能电池
太阳能薄膜电池产业的发展
目前已经能进行产业化大规模生产的薄膜电池主要有3种:硅基薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池(CIGS)、碲化镉薄膜太阳能电池(CdTe)。
薄膜太阳能电池虽然早已出现,但由于光电转换效率低、衰减率(光致衰退率)较高等问题,前些年未引起业界的足够关注,市场占有率很低。随着其技术的不断进步,光电转换效率得到迅速提高,现在比2年以前约提升了30%-40%,虽然仍然与晶体硅电池相比有很大差距,但其用料少、工艺简单、能耗低,成本有一定优势,越来越被业界所接受。因此近3年来薄膜太阳能电池产业得到较快发展。
有谁懂太阳能发电,是晶硅的好,还是薄膜的好
成本、重量的下降以及发电效率的提高,太阳能发电正在渗透各个领域,如农业、建筑业、汽车,甚至是航空领域。像全球领先的薄膜太阳能企业汉能,生产出汉瓦、汉墙、汉路、汉纸、汉包汉伞等多种产品,用户可以在自家屋顶铺设汉瓦,还可以铺设薄膜太阳能发电猪舍、薄膜蔬菜温室大棚、太空卫星发电电池、共享单车发电电池
太阳能薄膜电池的结构?
世界上至少有40个发达国家正在开展对下一代低成本、高效率的薄膜太阳能电池实用化的研究开发及运用。薄膜太阳能电池的优势将极大地带动人们的使用积极性,推动清洁能源使用的大众化、全民化。薄膜发电的普及也将为太阳能光伏产业的继续发展带来充足的动力和广阔的市场,从而使新能源产业日益成为各个国家经济发展的核心驱动力。
为什么这么多发达国家都选择放弃成熟的晶硅太阳能电池技术而转向薄膜太阳能电池技术呢?
1、可透光:薄膜太阳能电池是将一层薄膜制备成太阳能电池,薄膜太阳能电池具有的透光性是传统晶硅电池无法比拟的。在当下,建筑物本身对于自然光源都会有必要的需求,人们不会希望阳光完全被遮蔽。薄膜太阳能电池很好地满足了这一项要求--薄膜太阳能电池可根据需要制作出不同的透光率,可代替各类玻璃幕墙,最大化的利用建筑物外表面积。
2、可弯曲:薄膜太阳能柔韧性方面,现在的建筑在设计上越来越独特,各种弧面、不规则形状,都体现了公众审美的变化。在这类建筑上,传统的晶硅电池薄而脆的特征,使其无法满足各种建筑物表面造型需要。而可弯曲、可变形、具有良好柔韧性的薄膜太阳能电池则可以很好地满足这种客户需求。
3、弱光发电:薄膜太阳能弱光性特别好,众所周知,并不是一年中每一天都有足够的阳光,特别是冬春两季,常有阴雨雪天气出现。此时传统的晶硅电池因为无法获取足够的光照而无法产生应有的电力,让很多人颇为苦恼。薄膜太阳能电池则无惧这一点,它良好的弱光发电性能一样可以较好地进行发电。
4、价格低:薄膜太阳能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,另外也不受硅材料的价格波动影响,不耗费硅资源,市场无污染,更无二次污染处理成本。
5、转化效率高:目前实验室转换效率最高已达32%以上,规模化量产稳定效率约18%,每年新技术还以1%-3%转化效率在提升,而晶硅太阳能电池由于物理特性限制,现已无提升空间。
文章来源:五点论述薄膜太阳能优于晶硅太阳能
薄膜太阳能电池需要什么材料?
太阳能薄膜电池的结构
非晶硅(a-Si)太阳电池是在玻璃(glass)衬底上沉积透明导电膜(TCO),然后依次用等离子体反应沉积p型、i型、n型三层a-Si,接着再蒸镀金属电极铝(Al)光从玻璃面入射,电池电流从透明导电膜和铝引出,其结构可表示为glass/TCO/pin/Al,还可以用不锈钢片、塑料等作衬底。 硅材料是目前太阳电池的主导材料,在成品太阳电池成本份额中,硅材料占了将近40%,而非晶硅太阳电池的厚度不到1μm,不足晶体硅太阳电池厚度的1/100,这就大大降低了 薄膜太阳能电池
制造成本,又由于非晶硅太阳电池的制造温度很低(~200℃)、易于实现大面积等优点,使其在薄膜太阳电池中占据首要地位,在制造方法方面有电子回旋共振法、光化学气相沉积法、直流辉光放电法、射频辉光放电法、溅谢法和热丝法等。特别是射频辉光放电法由于其低温过程(~200℃),易于实现大面积和大批量连续生产,现成为国际公认的成熟技术。在材料研究方面,先后研究了a-SiC窗口层、梯度界面层、μC-SiC p层等,明显改善了电池的短波光谱响应这是由于a-Si太阳电池光生载流子的生成主要在i层,入射光到达i层之前部分被p层吸收,对发电是无效的而a-SiC和μC-SiC材料比p型a-Si具有更宽的光学带隙,因此减少了对光的吸收,使到达i层的光增加;加之梯度界面层的采用,改善了a-SiC/a-Si异质结界面光电子的输运特性在增加长波响应方面,采用了绒面TCO膜、绒面多层背反射电极(ZnO/Ag/Al)和多带隙叠层结构,即glass/TCO/p1i1n1/p2i2n2/p3i3n3/ZnO/Ag/Al结构绒面TCO膜和多层背反射电极减少了光的反射和透射损失,并增加了光在i层的传播路程,从而增加了光在i层的吸收多带隙结构中,i层的带隙宽度从光入射方向开始依次减小,以便分段吸收太阳光,达到拓宽光谱响应、提高转换效率之目的。在提高叠层电池效率方面还采用了渐变带隙设计、隧道结中的微晶化掺杂层等,以改善载流子收集。
目前的薄膜太阳能电池分好几种,有非晶硅和CIGS还有CIS和碲化镉、砷化镓等,还有一种是燃料敏化电池。
其中弱光的非晶硅电池技术已经非常成熟了,大多数都是在广东等地生产的,日常接触最多的就是计算器上的那一快棕色的玻璃就是了。
还有一种是有尤尼索拉的非晶硅为代表的薄膜电池,可以用量做柔性的薄膜组件,目前这家美国的公司已经破产了,国内现在只有一家能生产类似的产品,但效率要低一些。
还有就是CIGS的最近比较热的一种薄膜电池了,可以做成玻璃基板的也可以做成柔性基板的薄膜电池,但国内的工厂都还没有量产。
另外就是碲化镉薄膜电池,国内也有几家做这方面的研究,但产量不大,生产过程对环境不友好。
砷化镓薄膜电池同样有毒,但效率高,国外的研究能做到30%以上的效率。
以上几种薄膜电池所需要的材料都不同,你可以再详细研究相关的资料。
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