薄膜电池的产业化前景PPT课件

1、大规模利用太阳能的重要性大规模利用太阳能的重要性能源危机环境、全球气候恶化世界上还有很多无电地区第1页/共23页目前年使用量实际潜力理论潜力水电950147生物能源502762000太阳能0.115753900000风能0.126406000单位：千兆兆焦耳。目前全球能源年总需求约为400千兆兆焦耳。太阳能：唯一的兆兆瓦量级再生能源！太阳能：唯一的兆兆瓦量级再生能源！ 2050年全球每年共需约800千兆兆焦耳再生能源才能稳定大气中CO2浓度，太阳能是地球上唯一能满足这种规模要求的再生能源 地球上几乎所有地方都能使用太阳能 约1%1%面积使用太阳能，即可满足发达国家的全部能源需求第2页/共23页

2、近年世界光伏市场近年世界光伏市场第3页/共23页大规模利用太阳能的瓶颈大规模利用太阳能的瓶颈 成本成本 成本成本 目前约是常规电价的3-5倍 一旦接近电网等价点电网等价点（Grid Parity），市场将呈爆发性增长解决方法解决方法 技术进步技术进步 规模化生产规模化生产 效率效率效率越高，成本越低效率越高，占地面积越小（占地对某些应用并非真正瓶颈）效率接近10%是规模化发展的基本条件第4页/共23页电网等价点电网等价点 - - 大规模利用太阳能的真正起点！大规模利用太阳能的真正起点！ 电价年增长率：6%第5页/共23页成本和市场规模的关系成本和市场规模的关系太阳能发电成本在过去25年中已下降

3、了10倍！第6页/共23页第二代第二代：薄膜半导体转换效率转换效率(%)(%)成本成本($/m($/m2 2) )第一代第一代：单晶硅多晶硅丝带硅 薄膜太阳能电池薄膜太阳能电池 打破成本瓶颈打破成本瓶颈第7页/共23页电池厚度（微米）电池厚度（微米）光吸收光吸收薄膜电池薄膜电池 材料用量仅为百分之一！材料用量仅为百分之一！ 硅片在晶体硅电池组件成本中约占65%-90% 簿膜半导体材料只需晶体硅1%厚度即可几乎全部吸收太阳辐射能， 从而大量节省原料第8页/共23页CIGSCdTe太阳能电池的发展历程太阳能电池的发展历程( (实验室结果实验室结果) )第9页/共23页玻璃衬底Substrate激光

4、分割 1Laser Scribe 1LS 3Cell Effective Area有效面积LS 2-+透明电极TCO半导体薄膜 Semiconductor背电极Back contact薄膜电池薄膜电池 生产成本低廉生产成本低廉 半导体材料成本仅约 $0.2/Wp“玻璃到组件”可全自动流水线生产 - 电池的分割、串联可用激光切割形成 无需焊接 可采用柔性衬底材料 实现“卷至卷”连续生产第10页/共23页薄膜电池产业化薄膜电池产业化 几种技术的比较几种技术的比较中中低低高高第11页/共23页薄膜电池产业化薄膜电池产业化 可能遇到的问题可能遇到的问题 薄膜太阳能电池发电成本有望最终达到6-9美分/K

5、Wh 使光伏发电为解决世界能源、环境问题作出实质性贡献 能否把握机遇，实现薄膜电池产业化是关键!晶硅晶硅/ /微晶硅微晶硅碲化镉碲化镉铜铟镓硒铜铟镓硒 效率较低 产业化尚需 时间 短期硅烷可能 短缺 镉的毒性问题 某些市场较难 进入（如家用 系统） 碲产量较少，价格可能上涨 产业化尚需较 长时间 铟储量有限， 价格可能大幅 上涨第12页/共23页非晶非晶/ /微晶硅薄膜电池结构微晶硅薄膜电池结构第13页/共23页非晶非晶/ /微晶硅薄膜电池产业化前景微晶硅薄膜电池产业化前景大面积大面积组组件的稳定效件的稳定效率可达率可达10%10% 非晶/微晶多结技术使光致衰退降至约10% 弱光响应好 平均发

6、电增加8% 高温系数仅为晶体硅电池的1/2产业化发展仍需解决产业化发展仍需解决的问题的问题 工艺和设备的更好结合 达到10%转换效率 提高微晶硅的沉积速率 降低设备成本相关设备工业基础雄相关设备工业基础雄厚厚 大屏幕液晶电视（TFT-LCD）的高速发展为大规模生产设备奠定基础 大设备公司已积极进入太阳能行业第14页/共23页晶硅和非晶晶硅和非晶/ /微晶薄膜电池成本比较（微晶薄膜电池成本比较（3 3年）年）成本成本 (USD$/Wp)(USD$/Wp)晶体硅晶体硅非晶非晶/ /微晶硅微晶硅固定资产折旧0.030.11材料1.570.68直接人工0.020.01其他0.180.17总计总计1.8

7、1.80.970.97第15页/共23页晶硅和非晶晶硅和非晶/ /微晶薄膜电池比较微晶薄膜电池比较数据来源数据来源- -德意志银行德意志银行第16页/共23页非晶非晶/ /微晶硅产业化微晶硅产业化 关键技术挑战（关键技术挑战（1 1）工艺和设备的更好结合工艺和设备的更好结合 稳定转换效率： 9 - 10% 成品率：95% 设备良好率：90% 高材料利用率（如硅烷）、 高产能 （微晶沉积速率 5埃/秒）半导体材料和电池器件技术半导体材料和电池器件技术 最大程度降低非晶硅材料的 光致衰减 微晶材料的大面积均匀性和 生长速率问题 隧道结的接触势垒和光吸收 问题 电池内电场的优化分布第17页/共23页

8、非晶非晶/ /微晶硅产业化微晶硅产业化 关键技术挑战（关键技术挑战（2 2）透明导电膜技术透明导电膜技术 - - 前后电极前后电极 氧化锌(ZnO)膜和p层间的接触势垒问题 大面积APCVD氧化锡(SnO2)膜的透射率、均匀性、和工艺稳定性问题 高绒面电极可能引起的漏电流问题 背电极可能引起的光学损耗及漏电流问题激光切割激光切割/ /焊接及组件技术焊接及组件技术 激光切割所引起的漏电流问题 两步切割/焊接技术 组件的电、热学处理技术 组件绝缘技术第18页/共23页薄膜电池产业化薄膜电池产业化 - - 产能预测产能预测数据来源数据来源- -德意志银行德意志银行第19页/共23页薄膜电池产业化薄膜电池产业化 - - 成本预测成本预测数据来源数据来源- -德意志银行德意志银行第20页/共23页正泰太阳能正泰太阳能 2008-20102008-2010发展计划发展计划l正泰太阳能是一家以晶体硅先行，薄膜后发的太阳能电池、组件、系统制造商l2008年晶