目前光伏行業(yè)競爭日益激烈的情況下,歐盟征稅建議案的出臺將在很大程度上保護(hù)各成員國薄膜太陽能發(fā)電技術(shù)的發(fā)展,薄膜技術(shù)也將成為光伏行業(yè)發(fā)展的突破口。
光伏產(chǎn)業(yè)中主流的電池產(chǎn)品為單晶硅、多晶硅電池,但成本過高,要想解決光伏產(chǎn)業(yè)中太陽能電池成本過高的問題,就需要想辦法提高光電轉(zhuǎn)換效率和降低制造成本,那么,薄膜化則成為太陽能電池發(fā)展的必由之路,代表未來發(fā)展方向的也是薄膜太陽電池,同時還要求高轉(zhuǎn)換效率和低成本。
薄膜光伏電池是將一層薄膜制備成太陽能電池,其用硅量極少,更容易降低成本,同時它既是一種高效能源產(chǎn)品,又是一種新型建筑材料,更容易與建筑完美結(jié)合。在國際市場硅原材料持續(xù)緊張的背景下,薄膜太陽電池已成為國際光伏市場發(fā)展的新趨勢和新熱點(diǎn)。目前已經(jīng)能進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的薄膜電池主要有3種:硅基薄膜太陽能電池、銅銦鎵硒薄膜太陽能電池(CIGS)、碲化鎘薄膜太陽能電池(CdTe)。其中,硅基薄膜電池以其特有的優(yōu)勢快速發(fā)展。2010 年行業(yè)專家預(yù)測, a-Si, CdTe, CIGS 3 種電池將分別占有薄膜光伏市場的52%,37%和11%。
發(fā)電原理與晶體硅相似,當(dāng)太陽光照射到電池上時,電池吸收光能產(chǎn)生光生電子—空穴對,在電池內(nèi)建電場的作用下,光生電子和空穴被分離,空穴漂移到P 側(cè),電子漂移到N 側(cè),形成光生電動勢,外電路接通時,產(chǎn)生電流。
薄膜電池的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):
(1)成本低,根據(jù)Photon 的預(yù)測,預(yù)計(jì)到2012 年下降到2.08 美元/w;預(yù)計(jì)薄膜電池的平均價格能夠從現(xiàn)在的2.65 美元/w 降至1.11 美元/w,與晶體硅相比優(yōu)勢明顯;而相關(guān)薄 膜電池制造商的預(yù)測更加樂觀,EPV 估計(jì)到2011 年,薄膜組件的成本將大大低于1 美元/w;Oerlikon 更估計(jì)2011 年GW 級別的電站其組件成本將降低于0.7 美元/w,這主要是由轉(zhuǎn)化率提高和規(guī)?;瘞淼?。
(2)弱光性好
(3)適合與建筑結(jié)合的光伏發(fā)電組件(BIPV),不銹鋼和聚合物襯底的柔性薄膜太陽能電池適用于建筑屋頂?shù)?,根?jù)需要制作成不同的透光率,代替玻璃幕墻。
缺點(diǎn):
(1)效率低,單晶硅太陽能電池,單體效率為14%-17%(AMO),而柔性基體非晶硅太陽電池組件(約1000平方厘米)的效率為10-12%,還存在一定差距。
(2)穩(wěn)定性差,其不穩(wěn)定性集中體現(xiàn)在其能量轉(zhuǎn)換效率隨輻照時間的延長而變化,直到數(shù)百或數(shù)千小時后才穩(wěn)定。這個問題一定程度上影響了這種低成本太陽能電池的應(yīng)用。
(3)相同的輸出電量所需太陽能電池面積增加,與晶體硅電池相比,每瓦的電池面積會增加約一倍,在安裝空間和光照面積有限的情況下限制了它的應(yīng)用。