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薄膜太阳能的优势

来源: admin 发布于:2023-01-17 09:49:30

一、薄膜太阳能的优势

薄膜太阳能电池具有轻质、高效、高比功率、耗材少等一系列优点,可同时作为能源部件和结构部件使用。在薄膜太阳能电池制备中,光电转换材料被沉积在不同的基底上,如玻璃、不锈钢箔或聚合物等。因此,太阳能电池要求光电转换材料具有强烈的光吸收,低温结晶、低温器件制作和稳定的材料特性等,是关系电池转换效率的重要组成部分,因此一直是太阳能电池开发研究的重点。具体的可以找相关文献看看。

二、太阳能的背膜是什么意思?

太阳能电池背板就是太阳能铝框的一层薄膜 一般为白色 20-25Um,分含氟和不含氟,主要起防水、隔离的作用。

太阳能背板膜材料又称TPT、TPE等材料,由三层结构组成。其中P表示聚酯薄膜BOPET,是TPT膜的重要成分材料,厚度一般为250微米,主要作用及功能是水蒸气阻隔性、电气绝缘性、尺寸稳定性、耐湿热老化性及阻燃性等。2010年,国内光伏组件产量超过8GW,按此测算,太阳能背板聚酯薄膜的市场需求量接近2.5万吨,比2009年增长近100%;若2011年国内光伏组件产量增长速度达到50%,则2011年国内市场对背板聚酯薄膜需求量将超过3.5万吨。据行业内预计,未来5年,国内光伏组件产量将继续保持30%以上的高增长速度,到2015年,国内组件企业对太阳能背板聚酯薄膜需求量将接近10万吨;同时,据相关机构预测,到2015年海外市场对我国太阳能背板用聚酯薄膜的出口需求量将超过2万吨,市场前景非常广阔。

目前背板大多为进口 国产的能达到国外同等参数的很少 四川绵阳有个上市公司东材科技(601208)能做太阳能背板。

三、薄膜太阳能电池有哪些发展优势?为什么能成为国内光伏领域新的投资热点?国际主要生产企业有哪些?

当国内的多晶硅之战打得不可开交之时,薄膜太阳能电池的盛宴却已悄然开席。作为光伏发电领域里的两大主力“健将”,晶体硅电池和薄膜电池,似乎拉开了一场争霸赛。

薄膜电池顾名思义就是将一层薄膜制备成太阳能电池,其用硅量极少,更容易降低成本,同时它既是一种高效能源产品,又是一种新型建筑材料,更容易与建筑完美结合。在国际市场硅原材料持续紧张的背景下,薄膜太阳电池已成为国际光伏市场发展的新趋势和新热点。

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。

2007年全球太阳能电池产量达到3,436MW,较2006年增长了56%,中国厂商2007年市占率由2006年的20%提升至35%,而日本厂商市占率则由2006年的39%下滑至26%,日本厂商市占率下滑除了受到上游硅料供应吃紧及日本本土市场光伏系统装置容量下降等因素影响之外,日系厂商开始布局下一世代薄膜太阳能电池领域发展也有相当大的关系。

2007年薄膜太阳能电池产量(包括a-Si、μc-Si、CdTe、CIGS等技术)增速持续超越整体产业,2007年薄膜太阳能电池产量达到400MW,较06年的181MW大幅增长了120%,2007年薄膜太阳能电池市占率由2006年的8.2%提升至2007年的12%,而2008年已达到15%-20%。在薄膜太阳能电池透过电池转换效率进一步提升以及大面积生产的成本优势,其市占率有进一步提升空间。

与此相应,继太阳能组件热、多晶硅热之后,薄膜电池又成为国内光伏领域新的投资热点。

与晶体硅电池相比,薄膜电池的成本下降潜力要大得多,这主要得益于薄膜电池的技术进步日新月异。薄膜太阳能预计未来的产能可能会达到整个太阳能行业的20%,而2007年只有7.6%,可见这当中的空间。薄膜太阳能就是要做得薄,要提高性能指标,有很多物理方法,比如说离子束方法沉积纳米晶硅薄膜这种工艺,如果国内企业能够在这些方法上面有所提升,将会非常有前景。

中国投资资讯网2009-2012年中国薄膜太阳能电池行业投资分析及前景预测报告

四、太阳能薄膜的成本主要高在哪

太阳能薄膜电池的成本主要高在生产设备科技含量高、生产工艺复杂、产能还未跟上,但同时太阳能薄膜电池材料成本低、生产流程自动化等又降低了整体成本。要真正了解太阳能电池的成本还是需要在发电原理及生产工艺上去深入认识。

全球目前薄膜太阳能电池基本上分为:非晶硅薄膜电池、铜铟镓硒(CIGS)薄膜电池和碲化镉(CdTe)薄膜电池和砷化镓薄膜电池四种。

1、非晶硅电池板

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。非晶硅转换效率一般为5%-10%。

非晶硅太阳电池用料少,节约能源,成本低;弱光效应好,短波响应优于晶体硅太阳电池;温度系数低;非晶硅电池组件因遮挡引起的组件功率下降比晶体硅好很多;外观一致性好,适合建筑使用,不影响建筑美观。

但目前非晶硅组件比晶体硅组件效率低很多,非晶硅效率一般不超过10%,在建设大型光伏电站的时候要求占地面积会比晶体硅大,比较不适合对占地面积有严格要求的地区。

2、铜铟镓硒(CIGS)电池板

铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池,由Cu(铜)、In(铟)、Ga(镓)、Se(硒)四种元素构成最佳比例的黄铜矿结晶薄膜太阳能电池,是组成电池板的关键技术。铜铟镓硒薄膜材料是属于Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ2族化合物直接带隙半导体,光吸收系数达到105量级,薄膜厚度约为1-2μm就能吸收太阳光,大面积电池组件转化效率及产量根据各公司制备工艺不同而有所不同,一般在10%~15%范围内。

中益兴业铜铟镓硒薄膜太阳电池具有生产成本低、污染小、不衰退、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,接近晶体硅太阳电池,而成本则是晶体硅电池的三分之一,被国际上称为“下一时代非常有前途的新型薄膜太阳电池”。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场所的理想选择,如大型建筑物的玻璃幕墙等,在现代化高层建筑等领域有很大市场。

虽然CIGS电池具有高效率和低材料成本的优势,但他也面临三个主要的问题:(1)制程复杂,投资成本高(2)关键原料的供应不足(3)缓冲层CdS具有潜在的毒性。

3、碲化镉(CdTe)电池板

碲化镉(CdTe)薄膜电池是在玻璃或柔性衬底上依次沉积多层薄膜而形成的光伏器件。与其他太阳能电池相比,碲化镉薄膜太阳能电池结构比较简单,一般而言,这种电池是在玻璃衬底上由五层结构组成,即透明导电氧化物层(TCO层)窗口层、碲化镉(CdTe)吸收层、背接触层和背电极层。碲化镉薄膜电池的转换效率一般为8.5%~10.5%。

CdTe是一种II-VI族化合物半导体,吸收率高,仅1微米(μm)厚就可以吸收90%以上的可见光,是单晶硅的1/100,非常适合于制作成薄膜太阳电池的吸收层,是实现低成本和低能耗的重要前提。碲化镉薄膜太阳能电池组件的温度系数约为-0.25%/℃,比晶体硅太阳能电池低一半左右,所以,其发电量比标称功率相同的晶硅电池多,也更适合于高温环境。碲化镉薄膜太阳能电池组件的光谱吸收不覆盖水蒸汽的吸收峰,因此不会像晶硅组件一样在潮湿气候下发电输出下降。

碲化镉的一个主要缺点就是要用“非常的”材料来制造,镉是一种剧毒物质,能够像汞一样在食物链中积累,这就有悖于绿色、环境友好、安全无毒的理念。

薄膜电池材料消耗少、制备能耗低、组件生产可在一个车间内完成,成本优势明显。如果薄膜电池组件效率与晶硅电池相差无几,其性价比将是无可比拟的。在柔性衬底上制备的薄膜电池,具有可卷曲折叠、不拍摔碰、重量轻、弱光性能好等优势,加之光伏建筑一体化等分布式光伏的应用,将来的应用前景将会更加广阔。

目前最好的应属砷化镓薄膜太阳能电池,转化效率已经超过32%,详情可继续了解

文章来源:中益兴业薄膜太阳能技术专家

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