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光伏产业中主流的电池产品为单晶硅、多晶硅电池,但成本过高,要想解决光伏产业中太阳能电池成本过高的问题,就需要想办法提高光电转换效率和降低制造成本,那么,薄膜化则成为太阳能电池发展的必由之路,代表未来发展方向的也是薄膜太阳电池,同时还要求高转换效率和低成本。
薄膜光伏电池是将一层薄膜制备成太阳能电池,其用硅量极少,更容易降低成本,同时它既是一种高效能源产品,又是一种新型建筑材料,更容易与建筑*结合。在市场硅原材料持续紧张的背景下,薄膜太阳电池已成为光伏市场发展的新趋势和新热点。目前已经能进行产业化大规模生产的薄膜电池主要有3种:硅基薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池(CIGS)、碲化镉薄膜太阳能电池(CdTe)。其中,硅基薄膜电池以其*的优势快速发展。2010年行业专架预测,a-Si,CdTe,CIGS3种电池将分别占有薄膜光伏市场的52%,37%和11%。
发电原理与晶体硅相似,当太阳光照射到电池上时,电池吸收光能产生光生电子—空穴对,在电池内建电场的作用下,光生电子和空穴被分离,空穴漂移到P侧,电子漂移到N侧,形成光生电动势,外电路接通时,产生电流。
(1)成本低,根据Photon的预测,预计到2012年下降到2.08美元/w;预计薄膜电池的平均价格能够从现在的2.65美元/w降至1.11美元/w,与晶体硅相比优势明显;而相关薄膜电池制造商的预测更加乐观,EPV估计到2011年,薄膜组件的成本将大大低于1美元/w;Oerlikon更估计2011年GW级别的电站其组件成本将降低于0.7美元/w,这主要是由转化率提高和规模化带来的。
(2)弱光性好
(3)适合与建筑结合的光伏发电组件(BIPV),不锈钢和聚合物衬底的柔性薄膜太阳能电池适用于建筑屋顶等,根据需要制作成不同的透光率,代替玻璃幕墙。
缺点:
(1)效率低,单晶硅太阳能电池,单体效率为14%-17%(AMO),而柔性基体非晶硅太阳电池组件(约1000平方厘米)的效率为10-12%,还存在一定差距。
(2)稳定性差,其不稳定性集中体现在其能量转换效率随辐照时间的延长而变化,直到数百或数千小时后才稳定。这个问题一定程度上影响了这种低成本太阳能电池的应用。
(3)相同的输出电量所需太阳能电池面积增加,与晶体硅电池相比,每瓦的电池面积会增加约一倍,在安装空间和光照面积有限的情况下限制了它的应用。