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薄膜电池模块:成本优势和技术挑战

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:薄膜电池模块目前占有的市场份额不到10%,但在长远来说,成本效益有望比硅晶片电池模块更高,主要是因为大幅减少的制造能源输入和高容量产品大规模涌现的生产过程。但也有其他的可能性,如采用薄金属片作为基片,再在上面放一层薄膜,通过透明导电氧化物和封装来完成。也可以将薄膜装置放在聚合物表面,但是这个比较困难,因为需要保持低加工温度,这样的电池在实现商业化之前还有许多有待于克服的困难。

薄膜电池模块:成本优势和技术挑战

薄膜电池模块目前占有的市场份额不到10%,但在长远来说,成本效益有望比硅晶片电池模块更高,主要是因为大幅减少的制造能源输入和高容量产品大规模涌现的生产过程。

为了在可能只有几微米厚的薄膜器件上实现良好的光吸收,必须使用直接禁带半导体。相比之下,晶体太阳能电池是间接禁带材料。如前所述,投入使用的薄膜电池主要有以下三种:禁带宽为1.45eV碲化镉(CdTe)电池;禁带宽为0.9eV的铜铟硒醚(CIS)电池(有时是与镓的合金,就变成了禁带宽为1.4eV的所谓的CIGS电池)和禁带宽为1.8eV的非晶硅(a-Si)电池。用锗来改变禁带的多结非晶硅在商业上也是现成可用的。非晶硅电池效率范围为5%~8%的,而碲化镉电池是商业可用的,模块效率高达9%左右,铜铟镓硒电池模块的效率高达10%。

尽管生产工艺有所不同,但一般都需要将化学气相淀积,溅射和退火相结合。大多数产品使用涂上一层透明导电氧化物(TCO)的玻璃作为向光表面。在这个表面上放一层专用的薄膜,这通常通过一个金属背接头和适当的封装来完成。但也有其他的可能性,如采用薄金属片作为基片,再在上面放一层薄膜,通过透明导电氧化物和封装来完成。也可以将薄膜装置放在聚合物表面,但是这个比较困难,因为需要保持低加工温度,这样的电池在实现商业化之前还有许多有待于克服的困难。(www.xing528.com)

薄膜电池的主要优势之一是,它们可以制成一个整体形式,利用激光(或机械雕刻来形成独立的电池再根据需要进行串联和并联。采用晶体硅技术生产的电池远比通过机械接触式独立生产的电池便宜。

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