薄膜電池

(1)成本低，根據(jù)Photon 的預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)到2012 年下降到2.08 美元/w;預(yù)計(jì)薄膜電池的平均價(jià)格能夠從2.65 美元/w 降至1.11 美元/w，與晶體硅相比優(yōu)勢(shì)明顯;而相關(guān)薄膜電池制造商的預(yù)測(cè)更加樂觀，EPV 估計(jì)到2011 年，薄膜組件的成本將大大低于1 美元/w;Oerlikon 更估計(jì)2011 年GW 級(jí)別的電站其組件成本將降低于0.7 美元/w，這主要是由轉(zhuǎn)化率提高和規(guī)?；瘞淼摹?/p>

(2)弱光性好

(3)適合與建筑結(jié)合的光伏發(fā)電組件(BIPV)，不銹鋼和聚合物襯底的柔性薄膜太陽能電池適用于建筑屋頂?shù)龋鶕?jù)需要制作成不同的透光率，代替玻璃幕墻。

(1)效率低，單晶硅太陽能電池，單體效率為14%-17%(AMO)，而柔性基體非晶硅太陽電池組件(約1000平方厘米)的效率為10-12%，還存在一定差距。

(2)穩(wěn)定性差，其不穩(wěn)定性集中體現(xiàn)在其能量轉(zhuǎn)換效率隨輻照時(shí)間的延長(zhǎng)而變化，直到數(shù)百或數(shù)千小時(shí)后才穩(wěn)定。這個(gè)問題一定程度上影響了這種低成本太陽能電池的應(yīng)用。

(3)相同的輸出電量所需太陽能電池面積增加，與晶體硅電池相比，每瓦的電池面積會(huì)增加約一倍，在安裝空間和光照面積有限的情況下限制了它的應(yīng)用。

硅基薄膜太陽能電池、銅銦鎵硒薄膜太陽能電池(CIGS)、碲化鎘薄膜太陽能電池(CdTe)

英文名稱:Thin film

一項(xiàng)采用薄層材料，運(yùn)用電子半導(dǎo)體和光學(xué)原理的技術(shù)?？紤]成本效益，薄膜光伏電池被采納且運(yùn)用于第二代和第三代太陽能光伏發(fā)電技術(shù)之中。同時(shí)，它也被視為一種有效的可用于樓房綜合應(yīng)用的產(chǎn)品。

1.相同遮蔽面積下功率損失較小(弱光情況下的發(fā)電性佳)

2.照度相同下?lián)p失的功率較晶圓太陽能電池少

3.有較佳的功率溫度系數(shù)

4.較佳的光傳輸

5.較高的累積發(fā)電量

6.只需少量的硅原料

7.沒有內(nèi)部電路短路問題(聯(lián)機(jī)已經(jīng)在串聯(lián)電池制造時(shí)內(nèi)建)

8.厚度較晶圓太陽能電池薄

9.材料供應(yīng)無慮

10.可與建材整合性運(yùn)用(BIPV)

非晶硅(a-Si)太陽電池是在玻璃(glass)襯底上沉積透明導(dǎo)電膜(TCO)，然后依次用等離子體反應(yīng)沉積p型、i型、n型三層a-Si，接著再蒸鍍金屬電極鋁(Al).光從玻璃面入射，電池電流從透明導(dǎo)電膜和鋁引出，其結(jié)構(gòu)可表示為glass/TCO/pin/Al，還可以用不銹鋼片、塑料等作襯底。硅材料是太陽電池的主導(dǎo)材料，在成品太陽電池成本份額中，硅材料占了將近40%，而非晶硅太陽電池的厚度不到1μm，不足晶體硅太陽電池厚度的1/100，這就大大降低了制造成本，又由于非晶硅太陽電池的制造溫度很低(~200℃)、易于實(shí)現(xiàn)大面積等優(yōu)點(diǎn)，使其在薄膜太陽電池中占據(jù)首要地位，在制造方法方面有電子回旋共振法、光化學(xué)氣相沉積法、直流輝光放電法、射頻輝光放電法、濺謝法和熱絲法等。特別是射頻輝光放電法由于其低溫過程(~200℃)，易于實(shí)現(xiàn)大面積和大批量連續(xù)生產(chǎn)，現(xiàn)成為國際公認(rèn)的成熟技術(shù)。在材料研究方面，先后研究了a-SiC窗口層、梯度界面層、μC-SiC p層等，明顯改善了電池的短波光譜響應(yīng).這是由于a-Si太陽電池光生載流子的生成主要在i層，入射光到達(dá)i層之前部分被p層吸收，對(duì)發(fā)電是無效的.而a-SiC和μC-SiC材料比p型a-Si具有更寬的光學(xué)帶隙，因此減少了對(duì)光的吸收，使到達(dá)i層的光增加;加之梯度界面層的采用，改善了a-SiC/a-Si異質(zhì)結(jié)界面光電子的輸運(yùn)特性.在增加長(zhǎng)波響應(yīng)方面，采用了絨面TCO膜、絨面多層背反射電極(ZnO/Ag/Al)和多帶隙疊層結(jié)構(gòu)，即glass/TCO/p1i1n1/p2i2n2/p3i3n3/ZnO/Ag/Al結(jié)構(gòu).絨面TCO膜和多層背反射電極減少了光的反射和透射損失，并增加了光在i層的傳播路程，從而增加了光在i層的吸收.多帶隙結(jié)構(gòu)中，i層的帶隙寬度從光入射方向開始依次減小，以便分段吸收太陽光，達(dá)到拓寬光譜響應(yīng)、提高轉(zhuǎn)換效率之目的。在提高疊層電池效率方面還采用了漸變帶隙設(shè)計(jì)、隧道結(jié)中的微晶化摻雜層等，以改善載流子收集。

薄膜太陽電池的主要優(yōu)點(diǎn)有:質(zhì)量小、厚度極薄(幾個(gè)微米)、可彎曲、制造工藝簡(jiǎn)單等。.

傳統(tǒng)晶體硅太陽電池由于由硅組成,電池主要部分易碎,易產(chǎn)生隱形裂紋,大多有一層鋼化玻璃作為防護(hù),造成重量大,攜帶不便,抗震能力差,造價(jià)高,效率或多或少降低.

薄膜太陽電池克服了上述缺點(diǎn),前些年由于技術(shù)落后，薄膜太陽電池的光電轉(zhuǎn)化效率并沒有傳統(tǒng)晶體硅電池轉(zhuǎn)化效率高。薄膜太陽電池的轉(zhuǎn)化效率之提升是太陽能科技界正在不斷研究的主方向。截止2015年年中，實(shí)驗(yàn)室中碲化鎘薄膜太陽電池的光電轉(zhuǎn)化效率已達(dá)21.5%。First Solar公司是全球最大的碲化鎘太陽能電池組件生廠商，其計(jì)劃在2015年內(nèi)實(shí)現(xiàn)相關(guān)組件的效率達(dá)到16%。目前，銅銦鎵硒薄膜太陽電池的效率也超過21%，相關(guān)組件的效率也將達(dá)到15%。

當(dāng)前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的薄膜太陽電池主要有:碲化鎘薄膜太陽電池、銅銦鎵硒薄膜太陽電池、 非晶體硅薄膜太陽電池。

主要缺點(diǎn):

易潮解:薄膜材料的生長(zhǎng)機(jī)制決定薄膜太陽電池易潮解，故封裝時(shí)要求封裝薄膜太陽電池的含氟材料阻水性需比晶體硅電池的材料強(qiáng)9倍左右。

光致衰減性:衰減約30%。