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1、1硅基薄膜太阳电池基础知识 介绍部门:技术部2010年5月31日2太阳电池分类硅基薄膜太阳电池的发展硅基薄膜太阳电池的优缺点薄膜电池的光照性能衰退现象电池光电转换效率的计算薄膜电池工艺基础简介提纲3薄膜太阳电池分类硅基薄膜太阳电池的发展薄膜电池的光照性能衰退现象电池光电转换效率的计算电池片的应用一、太阳能电池分类汇总薄膜太阳电池简介硅薄膜碲镉系(CdTe)染料薄膜和有机薄膜(TiO2)非晶,非晶/微晶(a-Si,a-Si/c-Si)FirstSolar，USUnitedSolar(~8%),EPV(5~6%)USKaneka,Sharp
2、(8~10%)JapanLG,周星(~9.6%)韩国铜铟系(CIS,CIGS)金属薄膜正泰(~9.0%),天威(6`7%),新奥(8~8.5%),金太阳(~8%%),尚德(6`7%),百世德(8~8.5%)中国LeyboldOptics(~9.5%)GermanJSTGerman山东孚日股份中国51975年Spear等在非晶氢硅中实现可控掺杂，1976年美国RCA实验室制成了世界上第一个非晶硅太阳电池效率2.4%1980年日本三洋电器公司利用非晶硅太阳电池制成袖珍计算器；1987年掺C,掺Ge,光陷阱工艺非晶硅电池转化效率达12%(Ini
3、tial)；面积从0.1M2发展到0.3M2,Module功率14W(stableEff~5%)1988年与建筑材料相结合的非晶硅太阳能电池投入应二、硅基薄膜太阳电池的发展HistoryToday实验室:Triple电池~15.3%产业化:非晶硅/微晶硅叠层电池G5(1.1*1.3M2)~9.6%G8.5(2.2*2.6M2)~8.5%6硅基薄膜太阳电池的技术发展EPV,Oerlikon,AMATEPVEPV泉州金太阳Unit-solarOerlikonAMATKanakaSharp……..?BestSOLARConfidential三、
4、硅基薄膜电池优缺点优点:耗材少:硅薄膜太阳电池的厚度在2μm左右其厚度只有晶硅电池的1%能耗低:硅薄膜电池制备工艺200OC左右，而晶体硅核心工艺需要1000OC无毒，无污染更多的发电量a.良好的弱光性:使得在阴雨天比晶体硅电池有多10%左右的发电量b.高温性能好:温度系数低,使得薄膜电池在高温工作状况下同样有比晶体硅电池高的发电量美观、大方电池组件的颜色与建筑物的颜色比较容易匹配，美化室内外环境，加上精细、整齐的激光切割线，使建筑物更加美观、大方，更有魅力。应用稳定性更好由于非晶硅太阳电池的电流密度较小,热斑效应不明显，所以，使用起来更
5、加方便、可靠。能源回收期短成本低且下降空间大缺点前期资金投资大光致衰退(S-w效应)效率偏低设备、原材料国产化减薄非晶硅层,改善光衰叠层电池如非晶硅/微晶硅,改善光衰,提高效率改善各层材料间界面性能，提高功率新产品的开发、新材料、新工艺解决方案硅基薄膜太阳电池缺点以及应对四、非晶硅的光照衰退(Staebler-Wronski效应)光致衰退现象：非晶硅电池在强光下照射数小时，电性能下降并逐渐趋于稳定；若样品在160℃下退火，电学性能可恢复原值(S-W效应)非晶硅制造过程中Si-Si弱键的作用薄膜太阳电池LID测试(IEC认证)资料来源:应用
6、材料光老化试验测试环境标准条件（STC）光强：光功率密度为1000W/m2光谱特征：AM1.5环境温度：25℃五、电池的光电转换效率计算光谱特征：AM1.5ΘcosΘ=2/3(48.2o)AM1.5=1/cosΘLightEff=Pm/（1000W/m2×组件面积)例如公司电池片输出功率为480W，面积为5.7m2，则效率η=480/(1000*5.7)=8.42%StableEff&InitialEff初始最大输出功率稳定最大输出功率(初始功率-稳定功率)/初始功率组件效率Eff计算InitialEffStableEffLIDSOL:I
7、-V曲线指标介绍(Q-size)名词解释Pm：在标准环境下的输出功率，等于Vm*ImVoc：为电池片在不带任何负载下的电压Isc：为电池片正负极短路条件的电流Vm：为最大输出功率时对应的电压Im：为最大输出功率时对应的电流FF：为Pm/(Voc*Isc)Rs：表征电池内部的串联电阻Rsh：表征电池元之间的并联电阻六、薄膜电池工艺简介叠层电池结构SiO2(20~40nm)TCO(700~1000nm)a-si(~300nm)SiO2(100nm)μc-Si(~1.7μm)AZO(~100nm)Ag(130~200nm)ITO(In2O3:S
8、n)氧化铟(锡)FTO(SnO2:F)掺氟氧化锡ZAO(ZnO:Al)掺铝氧化锌其他(GAO,ATO,…..)TCO(transparentconductiveoxide)[透明导电氧化物]的
