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薄膜太陽能電池的類型及其優(yōu)缺點詳解

時間:2024-01-26 15:40:07來源:OFweek太陽能光伏網

導語:?薄膜型太陽能電池由于使用材料較少,就每一模塊的成本而言比起堆積型太陽能電池有著明顯的減少,制造程序上所需的能量也較堆積型太陽能電池來的小,它同時也擁有整合型式的連接模塊,這樣可省下獨立模塊所需在固定和內部連接的成本。薄膜太陽能電池是緩解能源危機的新型光伏器件。

       薄膜型太陽能電池由于使用材料較少,就每一模塊的成本而言比起堆積型太陽能電池有著明顯的減少,制造程序上所需的能量也較堆積型太陽能電池來的小,它同時也擁有整合型式的連接模塊,這樣可省下獨立模塊所需在固定和內部連接的成本。薄膜太陽能電池是緩解能源危機的新型光伏器件。

  薄膜太陽能電池的類型

  現在,薄膜太陽能電池要達到兩個目標:一是要具有足夠的柔韌性,能夠在大型建筑材料表面附著,二是要實現和傳統(tǒng)太陽能電池一樣的效率,甚至更高。不同的制備技術所得的薄膜太陽能板和傳統(tǒng)的太陽能板相比,具有不同的優(yōu)缺點。通常對薄膜太陽能板的命名來自于半導體材料的類型。

  1、不定形硅(a-Si)

  不定形硅是最早的也是最成熟的用于制作薄膜太陽能電池。這可能是因為晶體硅早已用在傳統(tǒng)太陽能電池上,人們對硅電子的性質的了解比較透徹。

  優(yōu)點:與晶體硅不同,無定形硅具有較高的太陽能吸收率使其做成薄膜結構成為可能,也有效地降低了成本。由于其原料充足、無毒、物美價廉的特點,無定形硅迅速成為第一薄膜法,進軍主流。

  缺點:由于其轉換效率較低,所以大多數只出現在小規(guī)模、柔性較好的電子產品中。

  2、碲化鎘(CdTe)

  基于CdTe的太陽能電池是第二受歡迎的光伏技術,轉換效率穩(wěn)定在5%左右,制造過程簡單、迅速??梢院凸杌牧舷噫敲?,轉換效率的提高,也促進了它的應用。

  優(yōu)點:CdTe比硅基太陽能電池便宜,更值得注意的是,它具有最小的碳排放以及投資回收期。盡管CdTe以及其他薄膜材料,在效率方面仍然落后于傳統(tǒng)的c-Si面板。但是,差距在不斷縮小,2015年,一家叫做First Solar的公司做的CdTe太陽能面板效率能夠達到平均商業(yè)效率——16.1%。

  缺點:CdTe的一個主要缺點就是要用“非常的”材料來制造,鎘是一種劇毒物質,能夠像汞一樣在食物鏈中積累,這就有悖于環(huán)境友好、安全無毒的理念。許多機構和實驗室都在尋找環(huán)境友好、轉換效率高的替代物,太陽能廠商也在探索回收和循環(huán)利用含鎘材料的方法以解決環(huán)境問題。

  3、銅銦鎵硒(CIGS)

  這種太陽能電池是另一種受歡迎的半導體類型。制備CIGS的技術在歐洲和日本越來越受到重視,而且世界各地的生產商們使用這種技術來充分發(fā)掘環(huán)境友好型材料的轉換效率的潛力。

  優(yōu)點:CIGS的優(yōu)點在于它是一種環(huán)境友好型材料,有利于生產商追求長遠利益,這種材料做成的太陽能電池相比于其他薄膜材料,具有較高的潛在效率,也有很大的熱阻。由于其不易分解,在一些使用壽命要求較高的設備中應用潛力很大。

  缺點:CIGS技術尚未超過傳統(tǒng)的硅基太陽能板,但它近年來,轉化效率也有明顯提升。雖然基于實驗室合成的效率超過20%,但在實際應用中效率還達不到實驗值的一半。

  4、新的銅鋅錫硫方法(CZTS)

  在尋找既環(huán)境友好又原料豐富的太陽能電池材料的路上,CZTS被科學家所發(fā)現。CZTS和CIGS在性能和制備方法上很類似,但其效率更低。

  優(yōu)點:CZTS是由地球上儲量豐富的銅、鋅、錫、和硫硒化物所組成。這意味著這種化合物既環(huán)保又便宜。但CdTe和CIGS中的碲和銦在地球中含量卻很稀少。

  缺點:CZTS現在仍處在發(fā)展的早期階段,為了達到商業(yè)化,提出了較高的效率要求,現在所能達到的轉化效率在7.6%左右。只有效率至少達到20%,才能成為同類太陽能電池的佼佼者。

標簽: 太陽能電池

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