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薄膜太陽能電池，CIGS薄膜太陽能光伏電池是什么原理

來源：整理 時(shí)間：2023-08-15 21:03:17 編輯：智能門戶 手機(jī)版

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1，CIGS薄膜太陽能光伏電池是什么原理

和晶硅一樣的，類似PIN結(jié)構(gòu)襯底/Mo/CIGS/CdS/i-ZnO/ZnO:Al/Ni-Al；其中光吸收層CIGS薄膜為p型半導(dǎo)體，其表面貧Cu呈n型與緩沖層CdS和i-ZnO共同成為n層

CIGS薄膜太陽能光伏電池是什么原理

2，非晶硅薄膜太陽能電池

我們就是做非晶硅太陽能電池的, 我也來回答一下這個(gè)問題. 非晶硅太陽能電池的優(yōu)勢(shì): 1. 非晶硅對(duì)可見光的吸收比晶體硅的要強(qiáng),也就是說以陰雨天或者說月光較強(qiáng)的晚上,非晶硅電池也可以產(chǎn)生較少量的電流. 甚至有測(cè)得,同樣功率的非晶硅和晶體硅太陽能電池, 按一年的發(fā)電量計(jì)算, 非晶硅要比晶體硅發(fā)的電多. 2. 非晶硅價(jià)格便宜, 因?yàn)榉蔷Ч璨皇芄璨牧蟽r(jià)格的限制, 在生產(chǎn)過程中, 用硅烷氣體通過輝光放電法,在玻璃等襯底上沉積成一層薄膜. 因其材料較便宜, 可以大規(guī)模生產(chǎn)和推廣. 3. 高溫性能好：當(dāng)太陽能電池工作溫度高于標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試溫度25℃時(shí)，其最佳輸出功率會(huì)有所下降；非晶硅太陽能電池受溫度的影響比晶體硅太陽能電池要小得多。 4. 能量回收周期短, 在生產(chǎn)過程中的每瓦用電能耗較小,1.5-2年即可返回. 由于上述這些優(yōu)勢(shì),令薄膜硅電池在民用領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，如光伏建筑一體化、大規(guī)模低成本發(fā)電站、太陽能照明光源。 由于非晶硅薄膜電池的良好前景，包括Sharp、Q-Cells、無錫尚德等在內(nèi)的諸多企業(yè)正大規(guī)模進(jìn)入非晶硅薄膜太陽能電池領(lǐng)域，整個(gè)行業(yè)的統(tǒng)計(jì)數(shù)字不斷翻新。

非晶硅薄膜太陽能電池

3，薄膜太陽能電池

非晶硅(a-Si)太陽電池是在玻璃(glass)襯底上沉積透明導(dǎo)電膜(TCO)，然后依次用等離子體反應(yīng)沉積p型、i型、n型三層a-Si，接著再蒸鍍金屬電極鋁(Al).光從玻璃面入射，電池電流從透明導(dǎo)電膜和鋁引出，其結(jié)構(gòu)可表示為glass/TCO/pin/Al，還可以用不銹鋼片、塑料等作襯底。 硅材料是目前太陽電池的主導(dǎo)材料，在成品太陽電池成本份額中，硅材料占了將近40%，而非晶硅太陽電池的厚度不到1μm，不足晶體硅太陽電池厚度的1/100，這就大大降低了制造成本，又由于非晶硅太陽電池的制造溫度很低(～200℃)、易于實(shí)現(xiàn)大面積等優(yōu)點(diǎn)，使其在薄膜太陽電池中占據(jù)首要地位，在制造方法方面有電子回旋共振法、光化學(xué)氣相沉積法、直流輝光放電法、射頻輝光放電法、濺謝法和熱絲法等。特別是射頻輝光放電法由于其低溫過程(～200℃)，易于實(shí)現(xiàn)大面積和大批量連續(xù)生產(chǎn)，現(xiàn)成為國(guó)際公認(rèn)的成熟技術(shù)。在材料研究方面，先后研究了a-SiC窗口層、梯度界面層、μC-SiC p層等，明顯改善了電池的短波光譜響應(yīng).這是由于a-Si太陽電池光生載流子的生成主要在i層，入射光到達(dá)i層之前部分被p層吸收，對(duì)發(fā)電是無效的.而a-SiC和μC-SiC材料比p型a-Si具有更寬的光學(xué)帶隙，因此減少了對(duì)光的吸收，使到達(dá)i層的光增加；加之梯度界面層的采用，改善了a-SiC/a-Si異質(zhì)結(jié)界面光電子的輸運(yùn)特性.在增加長(zhǎng)波響應(yīng)方面，采用了絨面TCO膜、絨面多層背反射電極(ZnO/Ag/Al)和多帶隙疊層結(jié)構(gòu)，即glass/TCO/p1i1n1/p2i2n2/p3i3n3/ZnO/Ag/Al結(jié)構(gòu).絨面TCO膜和多層背反射電極減少了光的反射和透射損失，并增加了光在i層的傳播路程，從而增加了光在i層的吸收.多帶隙結(jié)構(gòu)中，i層的帶隙寬度從光入射方向開始依次減小，以便分段吸收太陽光，達(dá)到拓寬光譜響應(yīng)、提高轉(zhuǎn)換效率之目的。在提高疊層電池效率方面還采用了漸變帶隙設(shè)計(jì)、隧道結(jié)中的微晶化摻雜層等，以改善載流子收集。
意思是薄膜吸熱用熱充電

薄膜太陽能電池

4，薄膜太陽電池是由什么組成的

目前市場(chǎng)上大量產(chǎn)的單晶與多晶硅的太陽電池平均效率約在15%上下，也就是說，這樣的太陽電池只能將入射太陽光能轉(zhuǎn)換成15%可用電能，其余的85%都浪費(fèi)成無用的熱能。所以嚴(yán)格地說，現(xiàn)今太陽電池，也是某種型式的“浪費(fèi)能源”。當(dāng)然理論上，只要能有效的抑制太陽電池內(nèi)載子和聲子的能量交換，換言之，有效的抑制載子能帶內(nèi)或能帶間的能量釋放，就能有效的避免太陽電池內(nèi)無用的熱能的產(chǎn)生，大幅地提高太陽電池的效率，甚至達(dá)到超高效率的運(yùn)作。而這樣簡(jiǎn)易的理論構(gòu)想，在實(shí)際的技術(shù)上，卻可以用不同的方法來執(zhí)行這樣的原則。超高效率的太陽電池（第三代太陽電池）的技術(shù)發(fā)展，除了運(yùn)用新穎的元件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，來嘗試突破其物理限制外，也有可能因?yàn)樾虏牧系囊M(jìn)，而達(dá)成大幅增加轉(zhuǎn)換效率的目的。薄膜太陽電池包括非晶硅太陽電池，CdTe和CIGS（copperindiumgalliumselenide）電池。雖然目前多數(shù)量產(chǎn)薄膜太陽電池轉(zhuǎn)換效率仍無法與晶硅太陽電池抗衡，但是其低制造成本仍然使其在市場(chǎng)有一席之地，且未來市場(chǎng)占有率仍會(huì)持續(xù)成長(zhǎng)。
染料感光太陽電池是最近被開發(fā)出來的一種嶄新的太陽電池。dssc也被稱為gr01tzel cell，因?yàn)槭窃?991年由gr01tzel等人發(fā)表的構(gòu)造和一般光伏特電池不同，其基板通常是玻璃，也可以是透明且可彎曲的聚合箔(polymer foil)，玻璃上有一層透明導(dǎo)電的氧化物(transparent conducting oxide tco) 通常是使用fto(sno2:f) ，然后長(zhǎng)有一層約10微米(08m;micron)厚的porous納米尺寸的tio2 粒子 (約10~20 nm)形成一nano-porous薄膜。然后涂上一層染料附著于tio2的粒子上。通常染料是采用ruthenium polypyridyl complex。上層的電極除了也是使用玻璃和tco 外，也鍍上一層鉑當(dāng)電解質(zhì)反應(yīng)的催化物 (platinum catalyst) ，二層電極間，則注入填滿含有iodide/triiodide電解質(zhì)(electrolyte)。雖然目前dsc電池的最高轉(zhuǎn)換效率約在12%左右(理論最高29﹪)，但是制造過程簡(jiǎn)單，所以一般認(rèn)將大幅降低生產(chǎn)成本，也同時(shí)降低每度電的電費(fèi)。 追問： 什么是太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率？ 回答： 光電轉(zhuǎn)換率，是指在太陽能光伏系統(tǒng)中太陽能電池板把太陽光能轉(zhuǎn)化為電能的效率。

5，薄膜太陽能電池有哪些發(fā)展優(yōu)勢(shì)為什么能成為國(guó)內(nèi)光伏領(lǐng)域新的投資

　　當(dāng)國(guó)內(nèi)的多晶硅之戰(zhàn)打得不可開交之時(shí)，薄膜太陽能電池的盛宴卻已悄然開席。作為光伏發(fā)電領(lǐng)域里的兩大主力“健將”，晶體硅電池和薄膜電池，似乎拉開了一場(chǎng)爭(zhēng)霸賽?！　”∧る姵仡櫭剂x就是將一層薄膜制備成太陽能電池，其用硅量極少，更容易降低成本，同時(shí)它既是一種高效能源產(chǎn)品，又是一種新型建筑材料，更容易與建筑完美結(jié)合。在國(guó)際市場(chǎng)硅原材料持續(xù)緊張的背景下，薄膜太陽電池已成為國(guó)際光伏市場(chǎng)發(fā)展的新趨勢(shì)和新熱點(diǎn)?！　∧壳耙呀?jīng)能進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的薄膜電池主要有3種：硅基薄膜太陽能電池、銅銦鎵硒薄膜太陽能電池（CIGS）、碲化鎘薄膜太陽能電池（CdTe）?！　”∧ぬ柲茈姵仉m然早已出現(xiàn)，但由于光電轉(zhuǎn)換效率低、衰減率（光致衰退率）較高等問題，前些年未引起業(yè)界的足夠關(guān)注，市場(chǎng)占有率很低。隨著其技術(shù)的不斷進(jìn)步，光電轉(zhuǎn)換效率得到迅速提高，現(xiàn)在比2年以前約提升了30%-40%，雖然仍然與晶體硅電池相比有很大差距，但其用料少、工藝簡(jiǎn)單、能耗低，成本有一定優(yōu)勢(shì)，越來越被業(yè)界所接受。因此近3年來薄膜太陽能電池產(chǎn)業(yè)得到較快發(fā)展?！　?007年全球太陽能電池產(chǎn)量達(dá)到3,436MW，較2006年增長(zhǎng)了56%，中國(guó)廠商2007年市占率由2006年的20%提升至35%，而日本廠商市占率則由2006年的39%下滑至26%，日本廠商市占率下滑除了受到上游硅料供應(yīng)吃緊及日本本土市場(chǎng)光伏系統(tǒng)裝置容量下降等因素影響之外，日系廠商開始布局下一世代薄膜太陽能電池領(lǐng)域發(fā)展也有相當(dāng)大的關(guān)系。　　2007年薄膜太陽能電池產(chǎn)量（包括a-Si、μc-Si、CdTe、CIGS等技術(shù)）增速持續(xù)超越整體產(chǎn)業(yè)，2007年薄膜太陽能電池產(chǎn)量達(dá)到400MW，較06年的181MW大幅增長(zhǎng)了120%，2007年薄膜太陽能電池市占率由2006年的8.2%提升至2007年的12%，而2008年已達(dá)到15%-20%。在薄膜太陽能電池透過電池轉(zhuǎn)換效率進(jìn)一步提升以及大面積生產(chǎn)的成本優(yōu)勢(shì)，其市占率有進(jìn)一步提升空間。　　與此相應(yīng)，繼太陽能組件熱、多晶硅熱之后，薄膜電池又成為國(guó)內(nèi)光伏領(lǐng)域新的投資熱點(diǎn)?！　∨c晶體硅電池相比，薄膜電池的成本下降潛力要大得多，這主要得益于薄膜電池的技術(shù)進(jìn)步日新月異。薄膜太陽能預(yù)計(jì)未來的產(chǎn)能可能會(huì)達(dá)到整個(gè)太陽能行業(yè)的20%，而2007年只有7.6%，可見這當(dāng)中的空間。薄膜太陽能就是要做得薄，要提高性能指標(biāo)，有很多物理方法，比如說離子束方法沉積納米晶硅薄膜這種工藝，如果國(guó)內(nèi)企業(yè)能夠在這些方法上面有所提升，將會(huì)非常有前景?！　≈袊?guó)投資資訊網(wǎng)2009-2012年中國(guó)薄膜太陽能電池行業(yè)投資分析及前景預(yù)測(cè)報(bào)告

6，非晶硅太陽能薄膜電池用到哪些原料

導(dǎo)電玻璃上需要沉積ITO, ZnO/AlO3; 緩沖層用的是CdS; 吸收層自然是用非晶硅，也就是Si; 金屬電極用的是Al或Ag 參考資料： www.enf.cn
非晶硅(a-Si)太陽電池是在玻璃(glass)襯底上沉積透明導(dǎo)電膜(TCO)，然后依次用等離子體反應(yīng)沉積p型、i型、n型三層a-Si，接著再蒸鍍金屬電極鋁(Al).光從玻璃面入射，電池電流從透明導(dǎo)電膜和鋁引出，其結(jié)構(gòu)可表示為glass/TCO/pin/Al，還可以用不銹鋼片、塑料等作襯底。 硅材料是目前太陽電池的主導(dǎo)材料，在成品太陽電池成本份額中，硅材料占了將近40%，而非晶硅太陽電池的厚度不到1μm，不足晶體硅太陽電池厚度的1/100，這就大大降低了制造成本，又由于非晶硅太陽電池的制造溫度很低(～200℃)、易于實(shí)現(xiàn)大面積等優(yōu)點(diǎn)，使其在薄膜太陽電池中占據(jù)首要地位，在制造方法方面有電子回旋共振法、光化學(xué)氣相沉積法、直流輝光放電法、射頻輝光放電法、濺謝法和熱絲法等。特別是射頻輝光放電法由于其低溫過程(～200℃)，易于實(shí)現(xiàn)大面積和大批量連續(xù)生產(chǎn)，現(xiàn)成為國(guó)際公認(rèn)的成熟技術(shù)。在材料研究方面，先后研究了a-SiC窗口層、梯度界面層、μC-SiC p層等，明顯改善了電池的短波光譜響應(yīng).這是由于a-Si太陽電池光生載流子的生成主要在i層，入射光到達(dá)i層之前部分被p層吸收，對(duì)發(fā)電是無效的.而a-SiC和μC-SiC材料比p型a-Si具有更寬的光學(xué)帶隙，因此減少了對(duì)光的吸收，使到達(dá)i層的光增加；加之梯度界面層的采用，改善了a-SiC/a-Si異質(zhì)結(jié)界面光電子的輸運(yùn)特性.在增加長(zhǎng)波響應(yīng)方面，采用了絨面TCO膜、絨面多層背反射電極(ZnO/Ag/Al)和多帶隙疊層結(jié)構(gòu)，即glass/TCO/p1i1n1/p2i2n2/p3i3n3/ZnO/Ag/Al結(jié)構(gòu).絨面TCO膜和多層背反射電極減少了光的反射和透射損失，并增加了光在i層的傳播路程，從而增加了光在i層的吸收.多帶隙結(jié)構(gòu)中，i層的帶隙寬度從光入射方向開始依次減小，以便分段吸收太陽光，達(dá)到拓寬光譜響應(yīng)、提高轉(zhuǎn)換效率之目的。在提高疊層電池效率方面還采用了漸變帶隙設(shè)計(jì)、隧道結(jié)中的微晶化摻雜層等，以改善載流子收集。 為了獲得具有高效率、高穩(wěn)定性的硅基薄膜太陽電池，近年來又出現(xiàn)了微晶、多晶硅薄膜電池。微晶硅薄膜是采用大氫稀釋和微量摻硼技術(shù)制備的。多晶硅薄膜的制造技術(shù)主要有兩種，一種是采用PECVD技術(shù)或熱絲法直接生長(zhǎng)；另一種則是通過對(duì)a-Si∶H材料進(jìn)行后退火，實(shí)現(xiàn)低溫固相晶化。
二氧化硅！
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