《ch3薄膜太阳电池》PPT课件

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1、1第三章薄膜太阳电池福建农林大学电子科学与技术系概述薄膜太阳电池硅薄膜/单晶硅太阳电池多晶硅薄膜太阳电池非晶/微晶硅太阳电池硫化镉太阳电池碲化镉太阳电池铜铟（镓）硒太阳电池单结非晶硅太阳电池双结（叠层）非/微晶硅太阳电池三结（叠层）非/纳米晶硅太阳电池非晶/单晶硅异质结太阳电池纳米晶/单晶硅异质结太阳电池非晶/单晶硅异质结太阳电池硅系薄膜太阳电池化合物薄膜太阳电池硅系薄膜太阳电池§3.1非晶硅太阳电池非晶硅(AmorphusSilicon,a-Si)太阳电池是太阳电池发展中的后起之秀，其最大特点是薄，不同于单晶硅或多晶硅太极电池需要以硅片为底村，而是在玻璃或不锈钢带等材料的表面镀上一层薄薄的硅

2、膜，其厚度只有单晶硅片的1/300。因此，可以大量节省硅材料，加之可连续化大面积生产，能耗也低，成本自然也低。由于电池本身是薄膜型的，太阳的光可以穿透，所以还可做成叠层式的电池，以提高电池的电压。通常单晶硅太阳电池每个单体只有0．5伏左右的电压，必须几个单体串联起来，才能获得一定的电压。非晶太阳硅电池一个就能做到几伏电压，使用比较方便。非晶硅太阳能电池是最理想的一种廉价太阳电池。作为一种弱光微型电源使用，如小型计算器、电子手表等。非晶硅科技已转化为一个大规模的产业，世界上总组件生产能力每年在50MW以上，组件及相关产品销售额在10亿美元以上。应用范围小到手表、计算器电源大到10Mw级的独立电站

3、。其应用涉及诸多品种的电子消费品、照明和家用电源、农牧业抽水、广播通讯台站电源及中小型联网电站等。a一Si太阳电池成了光伏能源中的一支生力军，对整个洁净可再生能源发展起了巨大的推动作用。非晶硅薄膜太阳能电池的优点低成本能量返回期短大面积自动化生产高温性好弱光响应好(充电效率高)其他单结晶硅太阳电池的厚度<0.5um。主要原材料是生产高纯多晶硅过程中使用的硅烷，这种气体，化学工业可大量供应，且十分便宜，制造一瓦非晶硅太阳能电池的原材料本约RMB3.5-4（效率高于6%）晶体硅太阳电池的基本厚度为240-270um，相差数百倍，大规模生产需极大量的半导体级，仅硅片的成本就占整个太阳电池成本的65-

4、70%。从原材料供应角度分析，人类大规模使用阳光发电，最终的选择只能是非晶硅太阳电池及其它薄膜太阳电池，别无它法！低成本转换效率为6%的非晶硅太阳电池，其生产用电约1.9度电/瓦，由它发电后返回的时间约为1.5-2年，这是晶硅太阳电池无法比拟的。大面积自动化生产目前，世界上最大的非晶硅太阳电池是SwitzlandUnaxis的KAI-1200PECVD设备生产的1100mm*1250mm单结晶非晶硅太阳电池，起初是效率高于9%。其稳定输出功率接近80W/片。商品晶体硅太阳电池还是以156mm*156mm和125mm*125mm为主。能量返回期短上海尤力卡公司曾在中国甘肃省酒泉市安装一套6500

5、瓦非晶硅太阳能电站，其每千瓦发电量为1300KWh，而晶体硅太阳电池每千瓦的年发电量约为1100-1200KWh。非晶硅太阳电池显示出其极大的使用优势。下图为该电站的现场照片，第一代非晶硅太阳电池的以上优点已被人们所接受。2003年以来全世界太阳能市场需求量急剧上升，非晶硅太阳电池也出现供不应求的局面。短波响应优于晶体硅太阳电池非晶硅太阳能电池存在的问题单晶硅太阳能电池，单体效率为14%-17%(AMO)，而柔性基体非晶硅太阳电池组件（约1000平方厘米）的效率为10-12%，还存在一定差距。相同的输出电量所需太阳能电池面积增加，对于对太阳能电池占地面积要求不高的场合尤其适用，如农村和西部地区

6、。我国目前尚有约28000个村庄、700万户、大约3000万农村人口还没有用上电，60%的有电县严重缺电；光致衰减效应也可在电量输出中加以考虑，我们认为以上缺点已不成为其发展的障碍，非晶硅太阳能电池已迎来新的发展机遇。效率较低非晶硅太阳能电池的光致衰减，所谓的W-S效应，是影响其大规模生产的重要因素。目前，柔性基体非晶硅太阳能电池稳定效率已超过10%，已具备作为空间能源的基本条件。稳定性问题成本问题非晶硅太阳能电池投资额是晶体硅太阳能电池的5倍左右，因此项目投资有一定的资金壁垒。且成本回收周期较长，昂贵的设备折旧率是大额回报率的一大瓶颈。非晶硅太阳能电池可以制成半透明的，如作为建筑的一部分，白

7、天既能发电又能使部分光线透过玻璃进入室内，为室内提供十分柔和的照明(紫外线被滤掉)能挡风雨，又能发电;美国，欧洲和日本的太阳能电池厂家已生产这种非晶硅瓦。与建筑相配合,建造太阳能房由于非晶硅太阳能电池在室内弱光下也能发电，已被广泛用于太阳能钟，太阳能手表，太阳能显示牌等不直接受光照等场合下。太阳能照明光源弱光下使用由于非晶硅太阳能电池在室内弱光下也能发电，已被广泛用于太阳能钟，太阳能手表，太阳能显