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【解读】CIGS薄膜太阳能光伏工业开展现状

来源:http://www.kbs0595.com 责任编辑:环亚娱乐ag88真人版 更新日期:2018-09-15 12:42

  【解读】CIGS薄膜太阳能光伏工业开展现状

  电力是人类社会存在和开展的根底。当时火力发电占有干流位置,跟着资源缺少和环境污染的日益加剧,寻觅一种清洁的、绿色的、可再生代替动力以缓解煤供给严峻和火力发电带来的全球环境压力,已成为国际社会一起寻求的方针。据国际动力委员会猜测数据显现,全球化石燃料终究可挖掘量至少可供人类运用约100年,但挖掘本钱相对较低的储量在逐年削减。这就意味着火力发电的上网电价会逐年上升。在许多的可代替动力中,太阳能储量丰厚、绿色环保、散布广泛,备受世人喜爱。近年来,在国家和地方政府活跃推进下,太阳能光伏工业展开了全方位、多层次的测验和尽力,取得了明显成效。

  1、太阳能光伏电池分类

  太阳能电池按其所用质料不同能够分为晶体硅太阳能电池、薄膜电池、染料敏化电池和有机太阳能电池等几类。其间染料敏化太阳能电池和有机太阳能电池尚处于试验研制阶段,商场占有率极低。图1显现了欧洲光伏工业协会(EPIA)罗列的太阳能光伏电池分类及商场占有比例。从图1中能够看出,晶体硅电池仍是光伏工业的干流产品,商场占有比例约9O%。薄膜电池范畴中,化合物薄膜电池商场占有比例在1/2以上,高于非晶硅薄膜电池。

  1.1 晶体硅太阳能电池

  晶体硅太阳能电池包含单晶硅和多晶硅太阳能电池两种,出产工艺老练,技能道路安稳,光电转化功率高,商场占有率高。试验室研制的钝化发射极背部局域分散(PREI)单晶硅太阳能电池光转化功率已到达24.7%,商品化电池组件功率在17%左右。但是,传统的单晶硅太阳能光伏产品本身的特殊性约束了它的广泛开展,首要包含锻炼进程耗能巨大(锻炼1硅耗电量400~500kW·h,以硅太阳能电池发电寿数25年核算,锻炼出产进程就要耗费硅太阳能电池片7~8年的发电量),出产本钱贵重(首要原资料是高纯硅,每出产1MW规划的硅太阳能电池组件需求17t高纯度硅)。别的晶体硅属直接带隙半导体,光吸收系数低,电池厚度一般需求到达100m以上才干吸收大部分太阳光,加工破损率高,这就直接导致单晶硅电池制品价格居高不下。

  比较于单晶硅电池高能耗、高污染的提炼、加工进程,多晶硅太阳能电池的出产本钱下降许多。但由于多晶硅安排内部存在较高密度的位错和缺点,光转化功率较低。现在试验室研制的小面积多晶硅电池的光转化功率在20.3%,工业化后功率根本维持在12%左右。

  1.2 薄膜太阳能电池

  薄膜太阳能电池厚度可降至几到几十微米以下,质料耗费率低、加工工艺简略、耗能小、制造本钱低价、可大面积连续出产,在光伏范畴引起极大重视。薄膜电池首要包含非晶硅薄膜电池和其他化合物薄膜电池两类。

  非晶硅的长程无序结构使其转变为直接带隙半导体,光吸收系数明显进步,相应的电池厚度大幅下降,硅质料耗费少,在薄膜太阳能光伏产品中占有必定商场比例。但是非晶硅薄膜电池长期运用后转化功率下降,即呈现w光诱导衰变效应,光电变换功率难以进一步进步,商场化进程受阻。

  其他化合物薄膜电池是指在玻璃或柔性衬底上堆积Ⅲ一V族、Ⅱ一Ⅵ族化合物薄膜构成p-n结拼装而成的太阳能电池,首要包含GaAs、CdTe、CdS和CIGS等几类。这些化合物薄膜电池属直接带隙半导体资料,光吸收系数高,带隙宽度与太阳光能谱匹配性好,光伏特性好。但是GaAs、CdS、CdTe等系列电池所用原资料价格贵重、有毒、污染环境严峻,限制了其大规划商业化使用。

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