多晶薄膜太阳电池发展

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1、多晶薄膜太阳电池发展万方数据太阳能电池正在发生革命性地变化，近年来，业界已经充分掌握了以薄膜取代硅晶制造太阳能电池的技术。专家认为，未来5年内薄膜太阳能电池将大幅降低成本，届时这种薄膜太阳能电池将得到广泛应用。在各种类型的太阳能电池中，晶体硅太阳能电池仍然占据着85％以上的份额，但现在正受到来自薄膜太阳能电池技术的挑战。近几年，薄膜太阳能电池所占份额有所增加，特别是非晶硅太阳能电池与以铜铟镓硒、碲化镉为代表的化合物太阳能电池增加明显，这一方面是由于世界各国在薄膜太阳能电池方面持之以恒地研发投入，特别是在探索低成本．大面积化的薄膜太阳能电池方面颇见成效；另一方面是由于光伏市场规

2、模的扩大，以高纯多晶硅为主要原材料的晶体硅太阳能电池，受高纯多晶硅产业技术和资金壁垒的限制，扩产计划受到制约，再者，晶体硅太阳能电池生产技术接近成熟，单位质量高纯多晶硅生产太阳能电池的数量潜力有限，加之提炼高纯多晶硅的耗能较大，就使得晶体硅太阳能电池组件的成本下降空间有限，这也在客观上为薄膜太阳能电池的迅速发展提供了契机。薄膜太阳电池不仅价格低廉，还可以作为大型建筑的透明镶嵌板，安置在摩天大楼和房顶的阳面，比太阳能电池板更持久耐用，并且更美观。22}———————一二萄如目产业No．320∞◇方小虹中国电子科技集团公司第十八研究所综上所述，由于材料消耗少，成本低、性能稳定、光

3、电转换效率可达到10％以上，薄膜太阳电池受到世界各国越来越多的关注。目前薄膜太阳能电池发展的速度已经远远超过多晶硅电池，很多业内专家认为薄膜太阳能电池取代多晶硅电池是必然趋势，世界上至少有40个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。薄膜太阳电池的体系包括硅基、铜铟镓硒(CuInl一xGaxSe2，简写为CIGS)、碲化镉(CdTe)以及掺杂聚合物材料等(如表l所示)，这3种薄膜太阳电池的光电转换效率有很大区别，其中多晶薄膜太阳电池CdT色和CIGS具有较大的优势，通过详细的成本计算(如表2所示)，实现规模化生产时，这2种电池在成本方面也非常有竞争

4、力(如表3所示)。裘13种柔性薄膜太阳电池转换效率的比较实验室研究水平产品达到的转换效率材料体系非品硅(a—Si)l5．5％碲化隔(CdTe)16．5％铜铟镓硒化合物(CIGs或cIs)19．9％6％一10％6％～10％lO％～l3％塞兰组件廛奎鼻产嚏!丝电转嫒夔壅的关系25MW50MW200MWlGW成本／(美元／m2)转换效率／％成本／(美元／W)170l1．55140121．17120140．868216O．5lCIGS／SS2成本／(美元／m2)94807057转换效率／％677．58．5，·，j成本／(美元／W)1．571．14O．93O．67·拄：l是指玻璃衬底的

5、clGs薄膜太阳电池，2是指不锈钢衬底的CIGs薄膜太阳电池。万方数据裘3结合目前电池性能对未来组件效率和成本的技术预溺(美国NREL2008一05)未来商业化组件效率未来综合性能未来商业化成本指数(现在实验宦水平的80％)(以标准硅电池未来商业化效率为参照标准)薄膜太阳电池组件完全适用于。并网光伏发电系统”、。离网光伏发电系统”和“光伏与建筑物集成”3大太阳电池市场，如图1所示。为了更好地了解CIS和CdTe太阳电池和组件技术，首先来了解一下目前世界最高水平的太阳电池和组件，表4列出了ClGS薄膜太阳电池的最好结果，表5列出了世界上各太阳电池组织和公司性能最好的组件，其中很

6、多测试数据由美国国家再生能源实验室(NREL)提供。田1薄膜太阳电池组件的应用一．技术基础了解太阳电池的工作原理有利于商业化生产中组件性能的提高，成品裹4ClGs薄曩太阳电池的目荫量膏水平率和工艺稳定性，得到高性能CIGS和CdTe薄膜太阳电池及组件的关键在于其制备研究，在一些科技报道中已面积／cm2开路电压Voc／V短路电流Jsc／(mA／cm2)填充因子FF／％光电转换效率／％备注美国环球太阳能公司(GlobalSolar)美国壳牌太阳能公司(ShellSolar)德国伍尔特太阳能公司(WnrthS01ar)第一太阳能公司(FirstS01ar)德国壳牌太阳能公司(She

7、llSolarGmbH)AntecS0lar美国壳牌太阳能公司(ShellSolar)日本昭和壳牌石油公司(ShowaShell)CIGSCIGSS‘CIGSCdTeCIGSSCdTeCIGssCIGS8390737665006623498366333626360010．2‘11．7’13．0lO．2+13．17．312．8‘12．888．9’86．1‘84．667．5‘64．852．346．5‘44．152005一052005—102004～062004—022003一052004一062003—03