工礦信息
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太陽能電池種類劃分 太陽能電池根據(jù)所用材料的不同,太陽能電池還可分為:硅太陽能電池、多元化合物薄膜太陽能電池、聚合物多層修飾電極型太陽能電池、納米晶太陽能電池、有機(jī)太陽能電池、塑料太陽能電池,其中硅太陽能電池是發(fā)展最成熟的,在應(yīng)用中居主導(dǎo)地位。 太陽能電池 1、太陽能電池按結(jié)晶狀態(tài)可分為結(jié)晶系薄膜式和非結(jié)晶系薄膜式(以下表示為a-)兩大類,而前者又分為單結(jié)晶形和多結(jié)晶形。 2、按材料可分為硅薄膜形、化合物半導(dǎo)體薄膜形和有機(jī)膜形,而化合物半導(dǎo)體薄膜形又分為非結(jié)晶形(a-Si:H,a-Si:H:F,a-SixGel-x:H等)、ⅢV族(GaAs,InP等)、ⅡⅥ族(Cds系)和磷化鋅 (Zn 3 p 2 )等。 3、太陽能電池根據(jù)所用材料的不同,太陽能電池還可分為:硅太陽能電池、多元化合物薄膜太陽能電池、聚合物多層修飾電極型太陽能電池、納米晶太陽能電池、有機(jī)太陽能電池、塑料太陽能電池,其中硅太陽能電池是發(fā)展最成熟的,在應(yīng)用中居主導(dǎo)地位。 硅太陽能 硅太陽能電池分為單晶硅太陽能電池、多晶硅薄膜太陽能電池和非晶硅薄膜太陽能電池三種。 單晶硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率最高,技術(shù)也最為成熟。在實(shí)驗(yàn)室里最高的轉(zhuǎn)換效率為24.7%,規(guī)模生產(chǎn)時(shí)的效率為15%(截止2011,為18%)。在大規(guī)模應(yīng)用和工業(yè)生產(chǎn)中仍占據(jù)主導(dǎo)地位,但由于單晶硅成本價(jià)格高,大幅度降低其成本很困難,為了節(jié)省硅材料,發(fā)展了多晶硅薄膜和非晶硅薄膜作為單晶硅太陽能電池的替代產(chǎn)品。 多晶硅薄膜太陽能電池與單晶硅比較,成本低廉,而效率高于非晶硅薄膜電池,其實(shí)驗(yàn)室最高轉(zhuǎn)換效率為18%,工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的轉(zhuǎn)換效率為10%(截止2011,為17%)。因此,多晶硅薄膜電池不久將會在太陽能電池市場上占據(jù)主導(dǎo)地位。 非晶硅薄膜太陽能電池成本低重量輕,轉(zhuǎn)換效率較高,便于大規(guī)模生產(chǎn),有極大的潛力。但受制于其材料引發(fā)的光電效率衰退效應(yīng),穩(wěn)定性不高,直接影響了它的實(shí)際應(yīng)用。如果能進(jìn)一步解決穩(wěn)定性問題及提高轉(zhuǎn)換率問題,那么,非晶硅太陽能電池?zé)o疑是太陽能電池的主要發(fā)展產(chǎn)品之一。 多晶體薄膜 多晶體薄膜電池硫化鎘、碲化鎘多晶薄膜電池的效率較非晶硅薄膜太陽能電池效率高,成本較單晶硅電池低,并且也易于大規(guī)模生產(chǎn),但由于鎘有劇毒,會對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染,因此,并不是晶體硅太陽能電池最理想的替代產(chǎn)品。 砷化鎵(GaAs)III-V化合物電池的轉(zhuǎn)換效率可達(dá)28%,GaAs化合物材料具有十分理想的光學(xué)帶隙以及較高的吸收效率,抗輻照能力強(qiáng),對熱不敏感,適合于制造高效單結(jié)電池。但是GaAs材料的價(jià)格不菲,因而在很大程度上限制了用GaAs電池的普及。 銅銦硒薄膜電池(簡稱CIS)適合光電轉(zhuǎn)換,不存在光致衰退問題,轉(zhuǎn)換效率和多晶硅一樣。具有價(jià)格低廉、性能良好和工藝簡單等優(yōu)點(diǎn),將成為今后發(fā)展太陽能電池的一個(gè)重要方向。唯一的問題是材料的來源,由于銦和硒都是比較稀有的元素,因此,這類電池的發(fā)展又必然受到限制。 有機(jī)聚合物 以有機(jī)聚合物代替無機(jī)材料是剛剛開始的一個(gè)太陽能電池制造的研究方向。由于有機(jī)材料柔性好,制作容易,材料來源廣泛,成本低等優(yōu)勢,從而對大規(guī)模利用太陽能,提供廉價(jià)電能具有重要意義。但以有機(jī)材料制備太陽能電池的研究僅僅剛開始,不論是使用壽命,還是電池效率都不能和無機(jī)材料特別是硅電池相比。能否發(fā)展成為具有實(shí)用意義的產(chǎn)品,還有待于進(jìn)一步研究探索。 納米晶 納米 晶體化學(xué)能太陽能電池是新近發(fā)展的,優(yōu)點(diǎn)在于它廉價(jià)的成本和簡單的工藝及穩(wěn)定的性能。其光電效率穩(wěn)定在10%以上,制作成本僅為硅太陽電池的1/5~1/10.壽命能達(dá)到20年以上。 此類電池的研究和開發(fā)剛剛起步,不久的將來會逐步走上市場。 有機(jī)薄膜 有機(jī)薄膜太陽能電池,就是由有機(jī)材料構(gòu)成核心部分的太陽能電池。大家對有機(jī)太陽能電池不熟悉,這是情理中的事。如今量產(chǎn)的太陽能電池里,95%以上是硅基的,而剩下的不到5%也是由其它無機(jī)材料制成的。 染料敏化 染料敏化太陽能電池,是將一種色素附著在TiO2粒子上,然后浸泡在一種電解液中。色素受到光的照射,生成自由電子和空穴。自由電子被TiO2吸收,從電極流出進(jìn)入外電路,再經(jīng)過用電器,流入電解液,最后回到色素。染料敏化太陽能電池的制造成本很低,這使它具有很強(qiáng)的競爭力。它的能量轉(zhuǎn)換效率為12%左右。 塑料電池 塑料太陽能電池以可循環(huán)使用的塑料薄膜為原料,能通過“卷對卷印刷”技術(shù)大規(guī)模生產(chǎn),其成本低廉、環(huán)保。但塑料太陽能電池尚不成熟,預(yù)計(jì)在未來5年到10年,基于塑料等有機(jī)材料的太陽能電池制造技術(shù)將走向成熟并大規(guī)模投入使用。 【打印本頁】
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