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薄膜太陽能電池有哪些?薄膜太陽能電池的種類介紹
日期:2021-05-20   [復制鏈接]
責任編輯:zhouzhou_sxj 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
薄膜太陽能電池這個名字就是根據其厚度特征定義出來的。硅晶太陽能電池有350微米左右厚的吸光層,但是薄膜太陽能電池的吸光層只有1微米厚。1微米也就是1米的百萬分之一。

1.非晶硅

非晶硅薄膜是太陽能電池核心原材料之一,也稱微晶硅。按照材料的不同,當前硅太陽能電池可分為三類:單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池和薄膜太陽能電池三種。非晶硅薄膜就是相對于單晶硅和多晶硅來說的。薄膜太陽電池作為一種新型太陽能電池,由于其原材料來源廣泛、生產成本低、便于大規模生產,因而具有廣闊的市場前景。薄膜電池基本上分為:非/微晶硅薄膜電池、CIGS薄膜電池和CdTe薄膜電池三種。

其中,GIGS的轉換效率最高,約為10%~12%,CdTe的轉換效率次之,約為8.5%~10.5%,非/微晶電池最低,一般為6%~8%;但從原材料的可獲取性來看,非/微晶電池的原材料為硅烷,最為普遍,而另外兩種電池的原材料中均包含稀有元素化合物,可獲取性較低。近年來,非晶硅薄膜太陽電池逐漸從各種類型的太陽電池中脫穎而出,在全球范圍內掀起了一股投資熱潮。大尺寸玻璃基板薄膜太陽電池投入市場,必將極大地加速光伏建筑一體化、屋頂并網發電系統以及光伏電站等的推廣和普及。同時,非晶硅薄膜電池在高氣溫條件下衰減微弱,所以也適合高溫、荒漠地區建設電站。

2.銅銦鎵硒電池板

CIGS是太陽能薄膜電池CuInxGa(1-x)Se2的簡寫,其具有穩定性好、抗輻照性能好、成本低、效率高等優點。小樣品CIGS薄膜太陽能電池的最高轉化效率2014年12月刷新為21.7%,由德國太陽能和氫能研究機構ZSW采用共蒸鍍法制備。

大面積電池組件轉化效率及產量根據各公司制備工藝不同而有所不同,一般在10%~15%范圍內。銅銦鎵硒薄膜太陽電池具有生產成本低、污染小、不衰退、弱光性能好等特點,光電轉換效率居各種薄膜太陽能電池之首,接近晶體硅太陽電池,而成本則是晶體硅電池的三分之一,被國際上稱為“下一時代非常有前途的新型薄膜太陽電池”。

此外,該電池具有柔和、均勻的黑色外觀,是對外觀有較高要求場所的理想選擇,如大型建筑物的玻璃幕墻等,在現代化高層建筑等領域有很大市場。

雖然CIGS電池具有高效率和低材料成本的優勢,但他也面臨三個主要的問題:

(1)制程復雜,投資成本高

(2)關鍵原料的供應不足

(3)緩沖層CdS具有潛在的毒性。

3.碲化鎘

CdTe是Ⅱ-Ⅵ族化合物半導體,帶隙1.5eV,與太陽光譜非常匹配,最適合于光電能量轉換,是一種良好的PV材料,具有很高的理論效率(28%),性能很穩定,一直被光伏界看重,是技術上發展較快的一種薄膜電池。碲化鎘容易沉積成大面積的薄膜,沉積速率也高。CdTe薄膜太陽電池是太陽能電池中最容易制造的,因而它向商品化進展最快。提高效率就是要對電池結構及各層材料工藝進行優化,適當減薄窗口層CdS的厚度,可減少入射光的損失,從而增加電池短波響應以提高短路電流密度,較高轉換效率的CdTe電池就采用了較薄的CdS窗口層而創了最高紀錄。要降低成本,就必須將CdTe的沉積溫度降到550℃以下,以適于廉價的玻璃作襯底;實驗室成果走向產業,必須經過組件以及生產模式的設計、研究和優化過程。

4.有機薄膜太陽能電池

有機太陽能電池,顧名思義,就是由有機材料構成核心部分的太陽能電池。主要是以具有光敏性質的有機物作為半導體的材料,以光伏效應而產生電壓形成電流,實現太陽能發電的效果。有機薄膜太陽能電池具有材料潛在的低價格、加工容易、可大面積成膜、分子及薄膜性質的可設計性、質輕、柔性等顯著優點,但有機半導體的載流子遷移率較無機半導體低、穩定性差。目前有機太陽能電池光電轉換效率很低,只有將光電轉換效率提高到5%以上才可能大規模應用。 

原標題:薄膜太陽能電池有哪些?薄膜太陽能電池的種類介紹
 
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來源:科技訊
 
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