薄膜太阳能,是一种利用薄膜技术制备的太阳能电池。与传统的晶硅太阳能电池相比,薄膜太阳能电池具有制备成本低、能耗少、生产效率高、适用范围广等优势。 薄膜太阳能电池的基本结构包括:透明导电膜(TCO)、半导体薄膜、金属电极。透明导电膜通常采用氧化铟锡(ITO)或氟化钙(CaF2)等材料,起到透光和导电的作用;半导体薄膜通常采用碲化镉(CdTe)、铜铟镓硒(CIGS)、非晶硅(a-Si)等材料,起到吸收太阳光并产生载流子的作用;金属电极通常采用铝(Al)或银(Ag)等材料,起到收集载流子并传输电流的作用。
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无论晶硅电池还是薄膜电池,产品的价格持续下降,严重压低组件生产商的利润。未来光伏产业的利润重心,将逐渐向电站运营转移。
在全球光伏市场持续低迷,以及晶体硅光伏产品遭受多方打击时,人们的视线又开始转移到光伏薄膜电池上来,作为各种薄膜太阳能电池效率之首的铜铟镓硒(简称CIGS)薄膜太阳电池自然受到重视。它被称为下一时代最有前途的廉价太阳电池之一,有可能成为未来光伏电池的主流产品之一。
按照《可再生能源发展”十二五”规划》,到2020年我国屋顶太阳能装机规模可达2500万千瓦,在目前30万千瓦基础上增长80多倍,占太阳能发电中长期目标的半壁江山。业内分析认为,随着未来屋顶光伏电站的大规模开建,相对更适用于屋顶电站的薄膜太阳能组件市场有望迎来发展良机,而这一市场未来10年的规模或可达1000亿元以上。此前普遍不被看好的薄膜太阳能电池组件商迎来新的发展良机。
欧盟第七框架计划已批准实施薄膜太阳能光伏电池项目“基于纳米材料和工艺的低成本高效率硫族化合物太阳能电池开发和规模化制备”(SCALENANO),项目总预算为1022.88万欧元,项目执行期为2012年2月1日至2015年7月31日。
日前,Solar Frontier公司和BELECTRIC公司宣布,已完成世界上最大的CIS薄膜太阳能发电厂的电网连接,见图1。该设施位于德国勃兰登堡的Bochow,由CommerzReal公司拥有,由HypoVereinsbank (HBV)/UniCredit信贷银行提供融资。
5月9日,具有自主知识产权的高性能硅基薄膜太阳能电池组件在湖南共创光伏科技有限公司正式下线。湖南省委常委、副省长陈肇雄出席投产仪式。据该公司首席科学家李廷凯介绍,这是全国乃至全球最先进的一条硅基薄膜太阳能电池生产线,可生产出光电转化率达12%的产品,而目前同类产品的光电转化率一般在9%以下。
5月7日,汉能薄膜太阳能电池制造基地投资开发协议签约仪式在宜春举行。据了解,汉能控股集团1500兆瓦薄膜太阳能电池研发制造基地项目,投资总额约135亿元,分4期建设。
薄膜电池不仅是一种$高效能源产品,又是一种新型建筑材料。在国际市场硅原材料持续紧张的大环境之下,薄膜太阳电池已经逐渐成为了国际光伏市场发展新的趋势和新的热点。当前,进入产业化大规模生产的薄膜电池主要有硅基薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池(cigs)、碲化镉薄膜太阳能电池三种。
困扰着薄膜太阳能电池开发的一大问题是“收益递减”效应,即薄膜越薄,制造成本越低,但变得更薄时,会失去捕光能力。加州理工学院的研究人员发现,当薄膜厚度等于或小于可见光波长时,其捕光能力会变得很强,这可以帮助开发出厚度仅为当前商用薄膜太阳电池百分之一的新型电池。相关研究成果发表在《Nano Letters》上。
随着光伏建筑补贴增高,将提高各地发展光伏建筑的热情,促进光伏建筑一体化市场的发展。据了解,目前中国有480亿平方米建筑面积,如果在其中的10%建立BIPV系统,将形成500GW太阳能电池市场。