薄膜電池比較

(1)成本低，根據(jù)Photon 的預(yù)測，預(yù)計到2012 年下降到2.08 美元/w;預(yù)計薄膜電池的平均價格能夠從2.65 美元/w 降至1.11 美元/w，與晶體硅相比優(yōu)勢明顯;而相關(guān)薄膜電池制造商的預(yù)測更加樂觀，EPV 估計到2011 年，薄膜組件的成本將大大低于1 美元/w;Oerlikon 更估計2011 年GW 級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?。

(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)換效率隨輻照時間的延長而變化，直到數(shù)百或數(shù)千小時后才穩(wěn)定。這個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。

英文名稱:Thin film

一項采用薄層材料，運用電子半導(dǎo)體和光學(xué)原理的技術(shù)。考慮成本效益，薄膜光伏電池被采納且運用于第二代和第三代太陽能光伏發(fā)電技術(shù)之中。同時，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)機已經(jīng)在串聯(lián)電池制造時內(nèi)建)

8.厚度較晶圓太陽能電池薄

9.材料供應(yīng)無慮

10.可與建材整合性運用(BIPV)

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)

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℃)、易于實現(xiàn)大面積等優(yōu)點，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℃)，易于實現(xiàn)大面積和大批量連續(xù)生產(chǎn)，現(xiàn)成為國際公認的成熟技術(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i層之前部分被p層吸收，對發(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，因此減少了對光的吸收，使到達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)界面光電子的輸運特性.在增加長波響應(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、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)點有:質(zhì)量小、厚度極薄(幾個微米)、可彎曲、制造工藝簡單等。.

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,造成重量大,攜帶不便,抗震能力差,造價高,效率或多或少降低.

薄膜太陽電池克服了上述缺點,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，實驗室中碲化鎘薄膜太陽電池的光電轉(zhuǎn)化效率已達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，其計劃在2015年內(nèi)實現(xiàn)相關(guān)組件的效率達到16%。目前，銅銦鎵硒薄膜太陽電池的效率也超過21%，相關(guān)組件的效率也將達到15%。

當(dāng)前已經(jīng)實現(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:

易潮解:薄膜材料的生長機制決定薄膜太陽電池易潮解，故封裝時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9倍左右。

光致衰減性:衰減約30%。