【文章內容簡介】 IVI族化合物 ， Eg＝ , 理論 效率 28%， 性能穩(wěn)定 ， 一直被光伏界看重 。 工藝和技術－近空間升華 (CSS),電沉積 ， 濺 射 、 真空蒸發(fā) ， 絲網印刷等； 實驗室電池效率 %； 商業(yè)化電池效率平均 8～ 10％ ； CdTe電池 90年代初實現了規(guī)?；a ， 2022年市場份額為 ％ 。 51 我國 CdTe電池的研究工作開始于 80年代初。 ◆ 內蒙古大學－蒸發(fā)技術 ◆ 北太所－電沉積技術， 1983年效率 %。 ◆ 90年代后期四川大學－近空間升華， “ 十五 ”期間，列入國家“ 863‖重點項目， 并要求建立 /年的中試生產線。 電池效率達到 ％ 。 52 2) CIGS電池 CIGS是 Ⅰ Ⅲ Ⅵ 族三元化合物半導體 ， 帶隙 。 ◆ 70年代中后期波音公司－真空蒸發(fā) ， 電池效率達到 9％ ； ◆ 80年代開始 ， ARCO Solar 公司處領先地位； ◆ 90年代后期 ， NREL保持世界記錄 ， %； ◆ 90年代初起 ， 許多公司致力實現商業(yè)化生產 該電池目前處在兆瓦級中試生產階段 ， ARCO Solar － Simens － Shell公司 。 53 我國南開大學 、 內蒙古大學和云南師大等單位于 80年代中期先后開展了 CIS薄膜電池研究 , 南開大學－蒸發(fā)硒化法－電池效率 %?！? 十五 ” 列入 “ 863‖重點項目 ， 并要求建立 /年的中試生產線 。 目前效率 % 54 幾種薄膜電池的效率進展 55 TiO2太陽電池 染料敏化 TiO2電池實際是一種光電化學電池 。 早期的 TiO2光電化學電池穩(wěn)定性差 、效率低 。 1991年瑞士 Gr228。tzel 將染料敏化引入該種電池 ， 效率達到 %， 成為太陽電池前沿熱點之一 。 目前這種電池的實驗室效率達到 11％ . 56 我國“ 十五” 列入“ 973 ‖重大課題 －中科院等離子物理所、化學所、物化所，實驗室小面積電池效率 10％ 。 中科院物理所、化學所的固態(tài)電解質電池列入“ 863 ‖，效率 5％ 。 57 有機電池 比利時 IMEC公司開發(fā)一種塑料太陽電池 使用具有施主和受主性能的有機材料， 電池效率 5％ 58 4. 熱光伏 (TPV)電池 紅外輻射 TPV 電能 應用：工業(yè)廢熱回收等。 典型器件： GaSb (Eg ～ ~7eV), InP, Si, 系統(tǒng)：熱源－輻射器－電池 效率：～ 1000K 2～ 3％，目前。 1200－ 1700K，～ 10％， 未來 59 5. 太陽電池的未來發(fā)展趨勢 商業(yè)化趨勢 ◆ 1998年以前，單晶硅電池占市場主導地位，其次是多晶硅電池。 ◆ 從 1998年起，多晶硅電池開始超過單晶硅躍居第一。 ◆ 非晶硅從 80年代初開始商業(yè)化，由于效率低和光衰減問題，市場份額先高后低。 ◆ CdTe電池從 80年代中期開始商業(yè)化生產，市場份額增加緩慢， Cd的毒性是原因之一； ◆ CIS電池的產業(yè)化進程比較緩慢，生產工藝難于控制， In是稀有元素； ◆ Sanyo公司 aSi/cSi電池商業(yè)化僅兩三年，發(fā)展迅速。 60 202 2022年各種電池的市場份額和開始商業(yè)化時間 . 電池技術 市場份額 % 商業(yè)化時間 單晶硅 － 70?初 (地面應用 ) 多晶硅 － 70年代末 非晶硅 － 80年代初 ASi/cSi(n) － 90年代末 帶硅 － 80年代中 薄硅 /陶瓷 － 90年代中 CdTe － 80年代中 CIS － / 00年代初 61 62 2022 2022 mcSi % % ScSi % % aSi % % aSi/Cz % % RibbonSi % % CdTe % % CIS % Si/LCS % % ?CSi/ScSi % 202 2022年太陽電池的產量及份額 63 : ◆ 硅是地球上豐度第二大元素，資源豐富 (以石英砂形式存在 )； ◆ 環(huán)境友好； ◆ 電池效率高，性能穩(wěn)定； ◆ 工藝基礎成熟。 ◆ 硅基電池是目前光伏界研究開發(fā)的重點、熱點 晶硅電池的產業(yè)化技術 硅基薄膜電池 64 結 晶 完 美 化 程 度 電 池 效 率 增 加 趨 勢 電池 狀況 /技術 實驗室％ 商業(yè)化％ 單晶硅 (體 ) 商業(yè)化生產 ,280350?m 15~17 多晶硅 (體 ) 商業(yè)化 ,280350?m 13~15 帶硅 ,AES 商業(yè)化 ,八面體 ,300,400?m ~16 12~14 帶硅 Evergrn 中試 ,單面 ,300400?m 12~14 帶硅 中試 ,EBARA,單面 ,300400?m 薄層硅 /襯底 中試 ,Austropower,300600?m ~15 10 多晶硅薄膜 (高溫過程 900～ 1200℃ ),RTCVD ~15 多晶硅薄膜 (中溫過程 500～ 900℃ ),CVD ? 多晶 硅薄 膜 多晶 (低溫過程 500℃ ),PEC