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1、非晶硅光伏电池幕墙技术及应用20071015本文由fenghensenlin贡献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。非晶硅光伏电池幕墙技术及应用陈五奎刘强任英(深圳市拓日新能源科技股份有限公司深圳518108)摘要本文综述了太阳电池的发展现状以及非晶硅光伏电池面临的机遇和挑战.介绍了非晶硅电池幕墙的特性及其在建筑光伏一体化(BIPV)中的应用,并对非晶硅光伏电池幕墙进行了效益分析和市场前景的预测.关键词太阳电池;非晶硅;光伏建筑一体化;光伏发电1引言随着现代工业的发展,一方面加大对能源的需求
2、,引发能源危机,另一方面在常规能源的使用中释放出大量的二氧化碳气体,导致全球性的"温室效应".为持续发展,全球各国力图摆脱对常规能源的依赖,加速发展可再生能源.作为最理想的可再生能源,太阳能具有"取之不尽,用之不竭"的特点,同时利用太阳能发电具有环保优势,不必考虑核能所存在的安全性问题.所以在发达国家得到了高度重视,欧洲联盟国家计划在2010年太阳能光电转换的电力占所有总电力的1.5%,美国启动了"百万屋顶"计划.我国也通过了"中华人民共和国可再生能源法"提出"国家将可再生能源的开发利用列为能源发展的优先领域",.其中,开发利用太阳能发电
3、是其重要的内容.在能源短缺,环境保护问题日益严重的我国,低成本高效率地利用太阳能尤为重要.在太阳电池中以晶体硅太阳电池为主,但非晶硅薄膜电池由于成本的优势也得到很大的发展.光伏产业特别是建筑光伏一体化的大发展,更加促进了非晶硅太阳电池幕墙的发展,也为玻璃行业发展带来新的机遇,目前绝大多数的非晶硅太阳电池或以廉价的玻璃为衬底制造,或以玻璃为封装进行封装.非晶硅光伏电池幕墙采用低辐射镀膜玻璃作为衬底,使它在节能方面能与LOW-E玻璃相媲美,通过"开窗技术"可以方便地调节室内采光程度.非晶硅光伏电池幕墙还可近乎免费地送上它的主要功能——环保发电
4、技术.这对于实现建筑节能具有重要意义.2太阳能电池以及非晶硅光伏电池的机遇和挑战过去10年,太阳电池产量每年以30%以上的速度上升,自2004年以来,产品始终处于供不应求的状态.2004年世界产量达到1256MW,2005年1817.7MW,今后10年还将以同样的速度发展,预计2010年4GW,2020年15GW以上;欧洲光伏工业协会预测2020年可达到40GW.目前已经商业化的光伏电池主要包括以下几类:单晶硅太阳电池;多晶硅太阳电池;非晶硅太阳电池以及化合物太阳电池,包括Cu2S/CdS太阳电池,碲化镉(CdTe)太阳电池,铜铟硒(Cu
5、InSe2)太阳电池和砷化镓太阳电池.图1全球各种太阳电池的市场份额和走势图1所示即为各太阳电池的市场份额和走势.可以看出,晶体硅太阳电池一直处于统治地位,这主要是因为晶体硅太阳电池光电转换效率高;与环境友好,无毒无污染;工艺成熟而且稳定;另外还由于集成电路的发展为太阳能电池奠定了坚实的甚至过剩的原材料基础.然而晶体硅太阳电池遇到了来自原材料的严重挑战.2005年晶体硅太阳电池消耗了25000吨高纯多晶硅(其中包括许多集成电路用硅棒的头尾料),而全球高纯多晶硅年生产量还不到10000吨,引起高纯多晶硅价格一路飙升,从2004年每公斤23美
6、元至2005年末的80美元,单晶硅棒从2004年每公斤60美元至2005年末的200美元,单晶硅片(Wafer)2004从年每片17元人民币飙升至2005年末的54元人民币.单晶硅太阳电池组件每瓦价格由2004年的3.3美元飙升至2005年末的4.1美元.成本的急剧上升限制了晶体硅太阳电池的快速发展,而且与人们所期望的太阳电池进入千家万户的最终目的背道而驰.基于以上原因,我们认为,自2006年起晶体硅太阳电池增长速度将会显著下降,给以非晶硅太阳电池为主的薄膜电池带来千载难逢的市场机遇,现在可大规模生产的薄膜电池只有非晶硅太阳电池.也正是看
7、到了这些变化,国际上非晶硅太阳电池生产商纷纷制定扩展计划,2006年3月在日本东京召开的第二届国际光伏未来发展研讨会上公布的硅薄膜电池扩产的厂商有:日本Kaneka,2008年达70MW;三菱,2007年达50MW;富士,2006年达15MW,2008年达30MW;UniSOLAR,2006年达50MW,2007年达100MW,2010年的目标是300MW;泰国,2007年达10MW;美国,欧洲也在加速薄膜电池产业化进程;2004年,世界非晶硅电池产量不到50MW,未来3-5年中将产生突变式上升.中国非晶硅太阳电池的发展势头方兴未艾.20
8、05年,深圳市拓日新能源科技股份有限公司生产并销售非晶硅太阳电池6.5MW,成为全球非晶硅太阳电池重要供应商之一.该公司扩充产能的计划为:2006年20MW,2007年38MW,2008年50
