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薄膜太阳能电池的制造技术分析
本文针对硅基薄膜太阳能电池、碲化镉薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池的基本结构及工艺制造流程进行了简要分析,望能为此领域研究有所借鉴。
薄膜太阳电池的主要优点有:质量小、厚度极薄(几个微米)、可弯曲、制造工艺简单等。.
传统晶体硅太阳电池由于由硅组成,电池主要部分易碎,易产生隐形裂纹,大多有一层钢化玻璃作为防护,造成重量大,携带不便,抗震能力差,造价高,效率或多或少降低.
薄膜太阳电池克服了上述缺点,前些年由于技术落后,薄膜太阳电池的光电转化效率并没有传统晶体硅电池转化效率高。薄膜太阳电池的转化效率之提升是太阳能科技界正在不断研究的主方向。截止2015年年中,实验室中碲化镉薄膜太阳电池的光电转化效率已达21.5%。First Solar公司是全球最大的碲化镉太阳能电池组件生厂商,其计划在2015年内实现相关组件的效率达到16%。目前,铜铟镓硒薄膜太阳电池的效率也超过21%,相关组件的效率也将达到15%。
当前已经实现商业化的薄膜太阳电池主要有:碲化镉薄膜太阳电池、铜铟镓硒薄膜太阳电池、 非晶体硅薄膜太阳电池。
主要缺点:
易潮解:薄膜材料的生长机制决定薄膜太阳电池易潮解,故封装时要求封装薄膜太阳电池的含氟材料阻水性需比晶体硅电池的材料强9倍左右。
光致衰减性:衰减约30%。
10月10 日,德国高科技产业整合解决方案供应商Manz宣布其在CIGS薄膜太阳能领域取得巨大的技术进展。通过整合CIGS薄膜太阳能模块生产线,Manz CIGSfab创造了薄膜技术的新世界纪录:大规模生产的太阳能电池板其实际量产模块效率达到14.6%。根据地理位置的不同,其发电成本介于4欧分/千瓦时(西班牙)和8欧分/千瓦时(德国)。如此一来,太阳能发电成本和矿石燃料发电成本持平,并明显低于海上风能发电成本。
Manz通过大幅度提升模块效率及制造技术上的进步,整合生产线中不断增加的工艺步骤,来降低太阳能发电的造价成本,制造出具有国际竞争力的薄膜模块,从而使太阳能市场的增长将不再依赖于国家的补贴政策。
CIGS(铜铟镓硒)太阳能薄膜电池的制造成本远低于晶体硅太阳能模块,原因在于,吸收太阳光的半导体膜由低成本的铜组成,而且薄于2微米,这仅是晶体硅结构的百分之一。以玻璃为基础的薄膜模块无需硅晶片复杂的生产工艺,也不用串连个别电池,整个模块可以在全自动的生产线上制造。CIGS开发了太阳能技术领域的潜能,既可以大幅度降低成本又提升了效能。过去,薄膜组件达不到晶体硅组件的效能,现在Manz设备及其整合的CIGSfab可以弥补这一缺憾。利用新世界纪录的薄膜模块将首次达到多晶硅模块的效能。
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