非晶硅薄膜太阳电池前景.ppt

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1、2021/8/31非晶硅薄膜太阳能电池1，前言2，薄膜太阳能电池分类3，太阳能电池的未来市场需求4，为何要发展薄膜非晶硅太阳电池5，非晶硅太阳电池的发展及趋势6，非晶硅薄膜太阳能电池的优点7，非晶硅薄膜太阳能电池存在的问题8，非晶硅薄膜太阳能电池的主要市场9，世界主要非晶硅太阳电池生产厂家10，中国非晶薄膜电池产业现状及存在问题11，中国应当抓住的机遇2021/8/32前言新能源和可再生能源是21世纪世界经济发展中最具决定性影响的技术领域之一。光伏电池是一种重要的可再生能源，既可作为独立能源，亦可实现并网发电，而且是零污染排放。硅太阳能电池由于成本原因，最初只能用于

2、空间探索，随着技术发展和工艺成熟，应用也逐步扩大。面对今天的能源供应状况和日益严重的环境污染，以至危及人类自身生存的现实，开发新能源和可再生能源的理念已被世界各国广泛接受。大力发展薄膜型太阳能电池不失为当前最明智的选择，但也有其不利的一面，为何如此而言请听下面分解。2021/8/33薄膜太阳能电池分类非晶硅薄膜太阳能电池微(多)晶硅薄膜太阳能电池铜铟硒薄膜太阳能电池铜铟镓硒薄膜太阳能电池碲化隔薄膜太阳能电池染料敏化薄膜太阳能电池有机薄膜太阳能电池其他2021/8/34太阳能电池的未来市场需求进入21世纪以来，全球范围内对太阳能电池的需求快速增长，每年以40%以上的速

3、度递增。国内外也分别实施了上网电价补贴法，进一步促这一产业的增长步伐。中国已于2005年通过了“可再生能源法”2006年将采用“一案一议”的办法实施上网电价补贴法。可以预计，世界范围内光伏产业的新的可持续发展阶段即将到来。表1列出了到2030年世界光伏市场的年需求量。到2010年，年需求量为14000兆瓦，截至2006年，全世界光伏工业的总产能约为2500兆瓦，在4年内要达14000兆瓦，可见其发展速度十分惊人。2021/8/35表1国际光伏市场需求及预测年国别2000201020202030美国(GWp)0.142.136200欧洲(GWp)0.153.04120

4、0日本(GWp)0.254.830205总计(GWp)1.014.020018502021/8/36为何要发展非晶硅薄膜太阳电池？光伏工业的高速发展和关键原材料高纯硅短缺的矛盾按照2006全世界年产2500兆瓦晶体硅太阳能，约需23000吨高纯硅，全世界高纯硅的产能仅为45000吨，50%左右回用于制造集成电路，二极管，三极管等半导体器件，绝对满足不了光伏工业的需求，供需矛盾十分突出，并导致全球范围内多晶硅从200元/公斤上升至目前500元/公斤以上，使得2003年前国际市场每瓦太阳能电池20元左右上升到目前25-35元。中国目前市场价达到人民币35元。这一情况在3

5、-5年内是得不到根本解决的，必定会严重影响光伏产业的健康发展。提高单位硅材料的发电量，现在存在转换效率，成品率的制约。此2项技术是否能突破，直接影响其与其他薄膜太阳能电池的竞争。但硅材短缺问题要从根本上解决十分困难。2021/8/37非晶硅太阳电池的起源非晶硅薄膜太阳能电池由Carlson和Wronski在20世纪70年代中期开发成功，80年代其生产曾达到高潮，约占全球太阳能电池总量的20％左右，但由于非晶硅太阳能电池转化效率低于晶体硅太阳能电池，而且非晶硅太阳能电池存在光致衰减效应的缺点：光电转换效率会随着光照时间的延续而衰减，其发展速度逐步放缓。目前非晶硅薄膜太

6、阳能电池产量占全球太阳能电池总量的10％左右。但由于晶体硅的短缺及价格上涨将是长期存在的事实，即使晶体硅瓶颈突破，能源节省优势仍然能保障非晶硅太阳能电池的生存空间。2021/8/38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2021/8/39低成本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%）且晶体硅太阳电池的基本厚度为240-270um，相差200多倍，大规模生产需极大

7、量的半导体级，仅硅片的成本就占整个太阳电池成本的65-70%，在中国1瓦晶体硅太阳电池的硅材料成本已上升到RMB22以上。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！2021/8/310能量返回期短转换效率为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。其他多晶硅、单晶硅电池的发电返回时间一般6年以上。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*