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  • 太阳能产业研究之技术篇
作者:徐鹏时间:2013年11月19日
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    上一篇中小“易”向大家介绍了太阳能电池的概念和历史,今天我们进入太阳能电池技术篇,了解一下太阳能电池的几个技术。


    目前大规模应用的太阳能电池材料以单晶硅、多晶硅、无定形硅、铜铟硒化物(CIGS)、碲化镉(CdTe)等等,而光化学太阳能电池、染料光敏化太阳能电池、高分子太阳能电池、纳米结晶太阳能电池也得到了实验室的产品。


    晶体硅太阳能电池是目前市场的主流,光电转换效率高达24%以上,以晶体硅为原料,经过切片、清洗、制备绒面、磷扩散、周边刻蚀、去除背面PN结、制作电极减反射膜、烧结和测试等工艺。单晶硅太阳能电池,是以高纯的单晶硅棒为原料的太阳能电池,是当前开发得最快的一种太阳能电池。它的构造和生产工艺已定型,产品已广泛用于空间和地面。而普通使用的单晶硅并不需要高纯度的大块单晶硅,可使用半导体单晶硅的头、尾料和半导体用不合格的单晶硅。单晶硅电池的转换效率是最高的,但是高价格和相对繁琐的工艺是其缺点。多晶硅太阳能电池通常采用低等级的半导体硅或者专门为太阳能电池生产的铸造多晶硅等材料。相比单晶硅电池,多晶硅成本低,硅消耗少,而且转换效率接近,是太阳能电池产品主要产品之一,已占据光伏市场的大部分份额。


    非晶态硅,原子结构不像晶体硅那样排列得有规则,而是一种不定形晶体结构的半导体。非晶硅属于直接带系材料,对阳光吸收系数高,只需要1微米厚的薄膜就可以吸收80%的阳光。非晶硅薄膜太阳能电池的成本低,便于大规模生产,其效率也能达到17%左右。非晶硅薄膜电池低廉的成本弥补了其在光电转换效率上的不足,未来将在光伏发电上占据越来越重要的位置。但是由于非晶硅缺陷较多,制备的太阳能电池效率偏低,且其效率还会随着光照而衰减,导致非晶硅薄膜太阳能电池的应用受到一些限制。非晶硅薄膜太阳能电池是首先实现商品化的薄膜电池,也是目前产业规模最大的薄膜电池。同时基于薄膜技术的发展,也实现了多晶硅薄膜电池,大批量、低成本的生产可粘接的多晶硅薄膜,铺在衬底上,大大的减小了硅的消耗。


    铜铟镓硒薄膜太阳能电池是20世纪80年代后期开发出来的新型太阳能电池,由铜铟硒发展而来,将镓替代材料中的部分铟,形成四元化合物。CIGS 薄膜太阳能电池具有优异的太阳能吸收特性,光电转换效率组件转换效率约为20%左右。CIGS 薄膜太阳能电池成本低、性能稳定、轻柔便携、透光性较好、适用性强,可以设计成任意尺寸和功率,适用于消费品市场、边远山区独立电站、小型户用屋顶组件、大型商用屋顶轻质组件、太阳能电站组件、建筑一体化(BIPV)光伏系统解决方案、建筑材料一体化应用、超大规模太阳能应用项目解决方案等多个领域。目前建筑一体化和光伏电站占应用市场的70%,是CIGS 薄膜太阳能电池的主要应用领域。


    碲化镉是一种理想的太阳能电池半导体材料,材料的价格低廉,目前最高的光电转化效率约为16%,有良好的应用前景,但是材料的最大威胁在于人们对镉及其化合物对健康和环境的担忧。而其他的诸如染料敏化太阳能电池等新兴的技术在材料的光电转化效率上还暂时不能与现有的技术媲美,但是其柔性易加工等特点在未来会发挥更大的作用。


    “易”招商太阳能电池产业研究之技术篇(篇二)就谈到这里,下次,小“易”将与各位继续分享“太阳能电池产业篇”(篇三),介绍产业链上下游的企业。


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