太陽電池發(fā)展趨勢(編輯修改稿)
2025-08-28 17:36 本頁面
【文章內容簡介】 38 優(yōu)點： ① 資源豐富，環(huán)境安全； ② 光的吸收系數高，活性層只需要 1?m 厚，省材料； ③ 沉積溫度低，成本襯底上，如玻璃、 不銹鋼和塑料膜上等。 ④ 電池 /組件一次完成，生產程序簡單。 缺點： ①效率低 ②不穩(wěn)定－ 光衰減 (SW效應 )。 39 40 41 42 實驗室效率： 初始 穩(wěn)定 單結： 12％ 6－ 8％ 雙結： 13％ ～ 10％ 三結： % ～ 13％ 商業(yè)化電池效率： 單結： 3％～ 4％ 雙結： ～ 6％ 三結： 7％ ～ 8％ 43 ◆ 我國非晶硅電池研究在上世紀 80年代中期形成了高潮 ， 30多個研究組從事研究 。 實驗室初始效率 8％ ～ 10％ ； ◆ 80年代后期哈爾濱和深圳分別從美國Chrona公司引進了 1MW生產能力的單結非晶硅生產線 ， 穩(wěn)定效率 3％ － 4％ 之間 。 ◆ 自 90年代后有較大收縮 。 ◆ 2022年 ， 以雙結非晶硅電池為重點的硅基薄膜太陽電池研究被列入國家 “ 973” 項目 ， 我國非晶硅電池的又進入一個新的研究階段 。 目前雙結初始實驗室效率 8％ ～ 10％ ， 穩(wěn)定效率 ～ 8％ ? 44 2) 多晶硅薄膜電池 ① 高溫技術路線－以 RTCVD為代表－ 優(yōu)點；薄膜結晶質量好 ， 晶粒尺寸大 ， 容易 作出高效率電池 ， 缺點：工藝溫度高～ 1000℃ ， 襯底難解決 。 襯底材料：陶瓷 ， 石墨 ， 硅片 。 45 Fraunhofer研究所－ SiO2和 SiN包覆陶瓷或 SiC包覆石墨為襯底， RTCVD－ ZMR， 效率分別達到％和 11％ 。 RTCVD－ ZMR nonactive Si substrate ?=% (北太所 ) modelling ceramic substrate ?=% (北太所 ) Particle ribbon Si ?=% (廣州能源所＋北太所 ) 46 ② 低溫技術路線－以 PECVD為代表 優(yōu)點：工藝溫度低， 200～ 300℃ ， 襯底容易獲得：玻璃，不銹鋼等； 缺點：薄膜質量低，晶粒小，納米極。 日本 Kaneka公司－ PECVD－玻璃襯底 pin結構的多晶硅薄膜電池，效率 10％； 南開大學結合“ 973” 項目－ PECVD－ 實驗室小面積電池正在研制 (~6%)。 47 澳大利亞 Pacific Solar 公司 PECVD－ 玻璃襯底－迭層多晶硅薄膜電池，效率 6％。 (1)玻璃襯底， (2)多層薄膜， (3)第一次電極刻槽 (4)第二次電極刻槽， (5)金屬化 48 ③硅球太陽電池。 這種電池是由在鋁箔上形成連續(xù)排列的硅球所組成的 ， 硅球的平均直徑為 ，每個小球均有 pn結 ， 小球在鋁箔上形成并聯(lián)結構 。 實驗室效率達到 10%。 硅球電池在技術上有一定的特色 ， 但規(guī)模化生產仍存在許多技術障礙 。 49 GaAs, CdTe, CuInGaSe等的禁帶寬度在 1～,與太陽光譜匹配較好。同時這些半導體是直接帶隙材料，對陽光的吸收系數大，只要幾個微米厚就能吸收陽光的絕大部分，因此是制作薄膜太陽電池的優(yōu)選活性材料。 GaAs電池主要用于空間 ， CdTe 和 CIS電池被認為是未來實現(xiàn)低于 1美元 /峰瓦成本目標的典型薄膜電池 ， 因此成為最熱的兩個研究課題 。 50 1) CdTe電池 CdTe－ IIVI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 %；
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