薄膜太陽能電池
作者:江志宏
說明:
薄膜太陽電池可以使用在價格低廉的玻璃、塑膠、陶瓷、石墨,金屬片等不同材料當基板來製造,形成可產(chǎn)生電壓的薄膜厚度僅需數(shù)μm,因此在同一受光面積之下可較硅晶圓太陽能電池大幅減少原料的用量(厚度可低于硅晶圓太陽能電池90%以上),目前轉(zhuǎn)換效率最高以可達13%,薄膜電池太陽電池除了平面之外,也因為具有可撓性可以製作成非平面構(gòu)造其應(yīng)用范圍大,可與建筑物結(jié)合或是變成建筑體的一部份,在薄膜太陽電池製造上,則可使用各式各樣的沉積(deposition)技術(shù),一層又一層地把p-型或n-型材料長上去,常見的薄膜太陽電池有非晶硅、CuInSe2 (CIS)、CuInGaSe2 (CIGS)、和CdTe..等。
薄膜太陽電池產(chǎn)品應(yīng)用:
半透明式的太陽能電池模組:建筑整合式太陽能應(yīng)用(BIPV)
薄膜太陽能之應(yīng)用:隨身折疊式充電電源、軍事、旅行
薄膜太陽能模組之應(yīng)用:屋頂、建筑整合式、遠端電力供應(yīng)、國防
薄膜太陽能電池的特色:
1.相同遮蔽面積下功率損失較小(弱光情況下的發(fā)電性佳)
2.照度相同下?lián)p失的功率較晶圓太陽能電池少
3.有較佳的功率溫度係數(shù)
4.較佳的光傳輸
5.較高的累積發(fā)電量
6.只需少量的硅原料
7.沒有內(nèi)部電路短路問題(連線已經(jīng)在串聯(lián)電池製造時內(nèi)建)
8.厚度較晶圓太陽能電池薄
9.材料供應(yīng)無慮
10.可與建材整合性運用(BIPV)
太陽能電池厚度比較:
晶硅(200~350μm)、非晶性薄膜(0.5μm)
薄膜太陽能電池的種類:
非晶硅(Amorphus Silicon, a-Si)、微晶硅(Nanocrystalline Silicon,nc-Si,Microcrystalline Silicon,mc-Si)、化合物半導(dǎo)體II-IV 族[CdS、CdTe(碲化鎘)、CuInSe2]、色素敏化染料(Dye-Sensitized Solar Cell)、有機導(dǎo)電高分子(Organic/polymer solar cells) 、CIGS (銅銦硒化物)..等
薄膜太陽能電池製造廠商:
薄膜太陽能電池製造廠商:
聯(lián)相光電、富陽光電、旭能光電、綠能科技、新能光電、茂迪、奇美能源、大億光電、大豐能源、鑫笙能源、威奈聯(lián)合、嘉晶電子、崇越科技、臺達電、中環(huán)、宇通光電
薄膜太陽能測試設(shè)備廠商:昆山慶聲電子
薄膜太陽能模組結(jié)構(gòu)圖:
說明:薄膜太陽能模組是由玻璃基板、金屬層、透明導(dǎo)電層、電器功能盒、膠合材料、半導(dǎo)體層..等所構(gòu)成的。
薄膜太陽能電池可靠度試驗規(guī)范:
IEC61646(薄膜太陽光電模組測試標準)、CNS15115(薄膜硅陸上太陽光電模組設(shè)計確認和型式認可)
薄膜太陽能電池專有名詞整理:
英文名稱
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中文名稱 |
說明
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A-Si Amorphus Silicon
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非晶硅 |
利用濺鍍或是化學(xué)氣相沉積方式在玻璃或金屬基板上生成薄膜的薄膜太陽能生產(chǎn)方式。
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BIPV Building-integrated photovoltaic
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一體型太陽能電池模板 |
BIPV是結(jié)合太陽能發(fā)電與建筑物外牆兩項功能,將太陽電池模組(module)或陣列(array)整合、設(shè)計并裝置在建筑物上的雙用途產(chǎn)品。
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CdTe Cadmium telluride
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碲化鎘 |
CdTe屬于化合物半導(dǎo)體,電池轉(zhuǎn)換效率不差,若使用耐高溫(約600℃)的硼玻璃作為基板轉(zhuǎn)換效率可達16%,而使用不耐高溫但是成本較低的鈉玻璃做基板也可達到12%的轉(zhuǎn)換效率,轉(zhuǎn)換效率遠優(yōu)于非晶硅材料。
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CEI 904
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具光譜照射光參考數(shù)據(jù)之太陽原件量測原理,等同IEC 904
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CIS Copper Indium Diselenide
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硒化銦銅 |
屬于化合物半導(dǎo)體,這樣的材料吸光范圍廣穩(wěn)定性好,若是用聚光裝置輔助,轉(zhuǎn)換效率可達30%,標準環(huán)境測試下最高也可達到19.5%,模組的話,可達約13%。
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CIGS Copper Indium Gallium Diselenide
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銅銦鎵硒 |
屬于化合物半導(dǎo)體,這樣的材料吸光范圍廣穩(wěn)定性好,若是用聚光裝置輔助,轉(zhuǎn)換效率可達30%,標準環(huán)境測試下最高也可達到19.5%,模組的話,可達約13%。
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Dye-Sensitized Solar Cell
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色素敏化染料 |
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GaAs Multijuction
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多接面砷化鎵 |
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Nc-Si Nanocrystalline Silicon
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微晶硅 |
是非晶硅的改良材料,其結(jié)構(gòu)介于非晶硅和晶體硅之間,主要是在非晶體結(jié)構(gòu)中具有微小的晶體粒子,因此同時具有非晶硅容易薄膜化,製程便宜的特性,以及晶體硅吸收光譜廣,且不易出現(xiàn)光劣化效應(yīng)的優(yōu)點,轉(zhuǎn)換效率也較高。
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NOCT Nominal Operating Cell Temperature
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標準操作電池溫度 |
在標準參考環(huán)境(SRE)下,開架式安裝模組之太陽能電池之平衡平均接面溫度。
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Mc-Si(Microcrystalline Silicon)
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微晶硅 |
是非晶硅的改良材料,其結(jié)構(gòu)介于非晶硅和晶體硅之間,主要是在非晶體結(jié)構(gòu)中具有微小的晶體粒子,因此同時具有非晶硅容易薄膜化,製程便宜的特性,以及晶體硅吸收光譜廣,且不易出現(xiàn)光劣化效應(yīng)的優(yōu)點,轉(zhuǎn)換效率也較高。
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PECVD Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition
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電漿體增強化學(xué)氣相沉積 |
在二個電極板間外加一個射頻電壓,于是在二個電極之間的氣體會解離而產(chǎn)生電漿,使用電漿的輔助能量,使得沉積反應(yīng)的溫度得以降低。
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Polymer solar cells
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有機導(dǎo)電高分子 |
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Sputtering
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真空濺鍍 |
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SRE
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標準參考環(huán)境 |
傾斜角度(與水平成45度)、總照射度(800Wm^-2)、周圍溫度(20℃)、風(fēng)速(1ms^-1)、電力負載(無開路)。
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STC
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標準測試條件 |
電池溫度(25℃)、照射度(1000Wm^-2)符合規(guī)范CEI 904-3所要求之參考太陽能光譜之照射分佈。
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Thin-film Photovoltaic
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薄膜太陽能電池 |
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