雖然太陽(yáng)能電池在生活中十分常見(jiàn),如美團(tuán)單車(chē)上的太陽(yáng)能電池、路燈太陽(yáng)能電池,但是大家對(duì)太陽(yáng)能電池真的了解嗎?在本文中,為增進(jìn)大家對(duì)太陽(yáng)能電池的認(rèn)識(shí),小編將對(duì)四種薄膜太陽(yáng)能電池予以介紹。
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一、非晶硅
非晶硅薄膜是太陽(yáng)能電池核心原材料之一,也稱(chēng)微晶硅。按照材料的不同,當(dāng)前硅太陽(yáng)能電池可分為三類(lèi):?jiǎn)尉Ч杼?yáng)能電池、多晶硅太陽(yáng)能電池和薄膜太陽(yáng)能電池三種。非晶硅薄膜就是相對(duì)于單晶硅和多晶硅來(lái)說(shuō)的。薄膜太陽(yáng)電池作為一種新型太陽(yáng)能電池,由于其原材料來(lái)源廣泛、生產(chǎn)成本低、便于大規(guī)模生產(chǎn),因而具有廣闊的市場(chǎng)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(zhuǎn)換效率最高,約為 10%~12%,CdTe 的轉(zhuǎn)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(lái)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(lái),非晶硅薄膜太陽(yáng)電池逐漸從各種類(lèi)型的太陽(yáng)電池中脫穎而出,在全球范圍內(nèi)掀起了一股投資熱潮。大尺寸玻璃基板薄膜太陽(yáng)電池投入市場(chǎng),必將極大地加速光伏建筑一體化、屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)以及光伏電站等的推廣和普及。同時(shí),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(qū)建設(shè)電站。
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二、銅銦鎵硒電池板
CIGS 是太陽(yáng)能薄膜電池 CuInxGa(1-x)Se2 的簡(jiǎn)寫(xiě),其具有穩(wěn)定性好、抗輻照性能好、成本低、效率高等優(yōu)點(diǎn)。小樣品 CIGS 薄膜太陽(yáng)能電池的最高轉(zhuǎn)化效率 2014 年 12 月刷新為 21.7%,由德國(guó)太陽(yáng)能和氫能研究機(jī)構(gòu) ZSW 采用共蒸鍍法制備。大面積電池組件轉(zhuǎn)化效率及產(chǎn)量根據(jù)各公司制備工藝不同而有所不同,一般在 10%~15%范圍內(nèi)。銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)電池具有生產(chǎn)成本低、污染小、不衰退、弱光性能好等特點(diǎn),光電轉(zhuǎn)換效率居各種薄膜太陽(yáng)能電池之首,接近晶體硅太陽(yáng)電池,而成本則是晶體硅電池的三分之一,被國(guó)際上稱(chēng)為“下一時(shí)代非常有前途的新型薄膜太陽(yáng)電池”。此外,該電池具有柔和、均勻的黑色外觀,是對(duì)外觀有較高要求場(chǎng)所的理想選擇,如大型建筑物的玻璃幕墻等,在現(xiàn)代化高層建筑等領(lǐng)域有很大市場(chǎng)。雖然 CIGS 電池具有高效率和低材料成本的優(yōu)勢(shì),但他也面臨三個(gè)主要的問(wèn)題:(1)制程復(fù)雜,投資成本高(2)關(guān)鍵原料的供應(yīng)不足(3)緩沖層 CdS 具有潛在的毒性。
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三、碲化鎘
CdTe 是Ⅱ-Ⅵ族化合物半導(dǎo)體,帶隙 1.5eV,與太陽(yáng)光譜非常匹配,最適合于光電能量轉(zhuǎn)換,是一種良好的 PV 材料,具有很高的理論效率(28%),性能很穩(wěn)定,一直被光伏界看重,是技術(shù)上發(fā)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(yáng)電池是太陽(yáng)能電池中最容易制造的,因而它向商品化進(jìn)展最快。提高效率就是要對(duì)電池結(jié)構(gòu)及各層材料工藝進(jìn)行優(yōu)化,適當(dāng)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(yīng)以提高短路電流密度,較高轉(zhuǎn)換效率的 CdTe 電池就采用了較薄的 CdS 窗口層而創(chuàng)了最高紀(jì)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(jià)的玻璃作襯底;實(shí)驗(yàn)室成果走向產(chǎn)業(yè),必須經(jīng)過(guò)組件以及生產(chǎn)模式的設(shè)計(jì)、研究和優(yōu)化過(guò)程
評(píng)論
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