太陽能電池基礎(chǔ)知識(shí)介紹

1、會(huì)計(jì)學(xué)1太陽能電池基礎(chǔ)知識(shí)介紹太陽能電池基礎(chǔ)知識(shí)介紹2 薄膜太陽電池分類 硅基薄膜太陽電池的發(fā)展 薄膜電池的光照性能衰退現(xiàn)象 電池光電轉(zhuǎn)換效率的計(jì)算 電池片的應(yīng)用一、太陽能電池分類匯總一、太陽能電池分類匯總第1頁/共28頁薄膜太陽電池簡(jiǎn)介薄膜太陽電池簡(jiǎn)介硅薄膜硅薄膜 碲鎘系碲鎘系(CdTe) 染料薄膜和有機(jī)薄膜染料薄膜和有機(jī)薄膜(TiO2)非晶非晶,非晶非晶/微晶微晶(a-Si,a-Si/ c-Si)First Solar， USUnited Solar(8%) ,EPV(56%) USKaneka, Sharp ( 810%) JapanLG, 周星周星(9.6%) 韓國(guó)韓國(guó)銅銦系銅銦系(C

2、IS,CIGS)金屬薄膜金屬薄膜正泰正泰(9.0%),天威天威(67%),新奧新奧(88.5%),金太陽金太陽(8%),尚德尚德(67%),百世德百世德(88.5%) 中國(guó)中國(guó)Leybold Optics(9.5%) GermanJST German山東孚日股份山東孚日股份 中國(guó)中國(guó)第2頁/共28頁41975年Spear等在非晶氫硅中實(shí)現(xiàn)可控?fù)诫s，1976年美國(guó)RCA實(shí)驗(yàn)室制成了世界上第一個(gè)非晶硅太陽電池效率2.4%1980年日本三洋電器公司利用非晶硅太陽電池制成袖珍計(jì)算器； 1987年摻C, 摻Ge,光陷阱工藝非晶硅電池轉(zhuǎn)化效率達(dá)12%(Initial)；面積從0.1M2 發(fā)展到0.3M2

3、, Module 功率14W( stable Eff 5%)1988年與建筑材料相結(jié)合的非晶硅太陽能電池投入應(yīng)二 、硅基薄膜太陽電池的發(fā)展HistoryToday 實(shí)驗(yàn)室: Triple 電池 15.3% 產(chǎn)業(yè)化: 非晶硅/微晶硅疊層電池 G5 (1.1*1.3M2) 9.6% G8.5(2.2*2.6M2) 8.5% 第3頁/共28頁5 硅基薄膜太陽電池的技術(shù)發(fā)展EPV,Oerlikon,AMATEPVEPV 泉州金太陽泉州金太陽Unit-solar OerlikonAMATKanakaSharp. ?第4頁/共28頁BestSOLAR Confidential 美觀、大方美觀、大方 電池組

4、件的顏色與建筑物的顏色比較容易匹配，美化室內(nèi)外電池組件的顏色與建筑物的顏色比較容易匹配，美化室內(nèi)外 環(huán)境，加環(huán)境，加 上精細(xì)、整齊的激光切割線，使建筑物更加美觀、大方，更有魅力。上精細(xì)、整齊的激光切割線，使建筑物更加美觀、大方，更有魅力。 應(yīng)用穩(wěn)定性更好應(yīng)用穩(wěn)定性更好 由于非晶硅太陽電池的電流密度較小由于非晶硅太陽電池的電流密度較小, ,熱斑效應(yīng)不明顯，所以，使用起來更加方便、可靠。熱斑效應(yīng)不明顯，所以，使用起來更加方便、可靠。 能源回收期短能源回收期短 成本低且下降空間大成本低且下降空間大第5頁/共28頁設(shè)備、原材料國(guó)產(chǎn)化減薄非晶硅層, 改善光衰疊層電池如非晶硅/微晶硅,改善光衰,提高效率改

5、善各層材料間界面性能，提高功率新產(chǎn)品的開發(fā)、新材料、新工藝解決方案解決方案硅基薄膜太陽電池缺點(diǎn)以及應(yīng)對(duì)第6頁/共28頁第7頁/共28頁薄膜太陽電池薄膜太陽電池LID測(cè)試測(cè)試 ( IEC認(rèn)證認(rèn)證)資料來源:應(yīng)用材料第8頁/共28頁光老化試驗(yàn)光老化試驗(yàn)第9頁/共28頁五、電池的光電轉(zhuǎn)換效率計(jì)算第10頁/共28頁cos=2/3 (48.2=2/3 (48.2o o) )AM1.5=1/cosLight第11頁/共28頁Initial EffStable EffLID第12頁/共28頁0204060801001201401600.00.51.01.5Voltage/VCurrent/A02040608

6、0100120140160Voc=144.896VIsc=1.326AJsc=10.854 mA/cm2Pmax=141.089WVmp=115.741VImp=1.219AEff=9.87%FF=73.433%Rs=12 ohmRsh=4022 ohmGlass ID=B2BFAS011005050013PFTest time=2010-05-20Power/W第13頁/共28頁第14頁/共28頁六、六、 薄膜電池工藝簡(jiǎn)介薄膜電池工藝簡(jiǎn)介第15頁/共28頁疊層電池結(jié)構(gòu)疊層電池結(jié)構(gòu)SiO2(2040nm)TCO(7001000nm)a-si(300nm)SiO2(100nm)c-Si(1.7m

7、)AZO(100nm)Ag (130200nm)第16頁/共28頁ITO(In2O3:Sn) 氧化銦氧化銦(錫錫)FTO( SnO2:F) 摻氟氧化錫摻氟氧化錫ZAO (ZnO: Al) 摻鋁氧化鋅摻鋁氧化鋅其他其他 (GAO,ATO, .)第17頁/共28頁 1、應(yīng)用范圍、應(yīng)用范圍主要平板顯示器、液晶顯示、觸摸屏主要平板顯示器、液晶顯示、觸摸屏薄膜太陽能電池薄膜太陽能電池(CIGS、HIT)缺點(diǎn)缺點(diǎn): 成本高，熱性能較差成本高，熱性能較差 (耐還原性差耐還原性差, 在等離子體下易被還原在等離子體下易被還原)2、制備方式、制備方式DC-磁控濺射磁控濺射RF-磁控濺射磁控濺射電子束蒸電子束蒸發(fā)發(fā)

8、磁控濺磁控濺射射第18頁/共28頁1、應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍薄膜太陽能電池薄膜太陽能電池缺點(diǎn)缺點(diǎn): Sn4+易被氫離子還原易被氫離子還原2、制備方式、制備方式: APCVD法法在線式在線式APCVD(浮法線浮法線) AGC (Asahi float glass) , NSG離線式離線式APCVD(離線式離線式)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): 成本低成本低,制備技術(shù)相對(duì)成熟制備技術(shù)相對(duì)成熟,耐熱性能好耐熱性能好第19頁/共28頁a-si; uc-si; a-si/uc-si優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): 穩(wěn)定性好穩(wěn)定性好;近紅外高透過率近紅外高透過率,不受氫離子還原作用不受氫離子還原作用2、制備方式、制備方式磁控濺射磁控濺射+制絨制絨 (

9、leybold optics, PIA Nova, 信義玻璃信義玻璃 ) 缺點(diǎn)：成本較高缺點(diǎn)：成本較高,產(chǎn)品有待驗(yàn)證產(chǎn)品有待驗(yàn)證第20頁/共28頁薄膜太陽能電池薄膜太陽能電池Sunlightglass-AgZnO:Aln:a-sii:a-sip:a-siTCO(SnO2:F)+光生電壓VocTCO用于薄膜電池的前電極用于薄膜電池的前電極第21頁/共28頁4005006007008009002025303540455055606570758085BA 透過率（ %)波 長(zhǎng) （ nm)A Haze Compensated TransmissiionB Direct Transmission 表面絨

10、面度表面絨面度: (Roughness) 1215%面電阻面電阻 R 913 第22頁/共28頁 更低的成本更低的成本 薄膜太陽能電池的未來薄膜太陽能電池的未來TJ Cost: - 40% 第23頁/共28頁25ZnO:Ag + TCO Q4Q1Q4Q3Q2Q2Q4Q3Q1Q3CY2010CY2011CY20098.5%9.0%10.0%12.0%Intermediate Layer (SOIR)Q29.5%10.5%Q1Q2Q3Q4CY201211.0%Project - XEnhanced Light TrappingQ1Q2Q3Q4Q1CY2013$ Production/watt =Watt/m2Cost/m2Drivin