太阳能电池基础知识介绍

1、会计学1太阳能电池基础知识介绍太阳能电池基础知识介绍2 薄膜太阳电池分类 硅基薄膜太阳电池的发展 薄膜电池的光照性能衰退现象 电池光电转换效率的计算 电池片的应用一、太阳能电池分类汇总一、太阳能电池分类汇总第1页/共28页薄膜太阳电池简介薄膜太阳电池简介硅薄膜硅薄膜 碲镉系碲镉系(CdTe) 染料薄膜和有机薄膜染料薄膜和有机薄膜(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%) 韩国韩国铜铟系铜铟系(C

2、IS,CIGS)金属薄膜金属薄膜正泰正泰(9.0%),天威天威(67%),新奥新奥(88.5%),金太阳金太阳(8%),尚德尚德(67%),百世德百世德(88.5%) 中国中国Leybold Optics(9.5%) GermanJST German山东孚日股份山东孚日股份 中国中国第2页/共28页41975年Spear等在非晶氢硅中实现可控掺杂，1976年美国RCA实验室制成了世界上第一个非晶硅太阳电池效率2.4%1980年日本三洋电器公司利用非晶硅太阳电池制成袖珍计算器； 1987年掺C, 掺Ge,光陷阱工艺非晶硅电池转化效率达12%(Initial)；面积从0.1M2 发展到0.3M2

3、, Module 功率14W( stable Eff 5%)1988年与建筑材料相结合的非晶硅太阳能电池投入应二 、硅基薄膜太阳电池的发展HistoryToday 实验室: Triple 电池 15.3% 产业化: 非晶硅/微晶硅叠层电池 G5 (1.1*1.3M2) 9.6% G8.5(2.2*2.6M2) 8.5% 第3页/共28页5 硅基薄膜太阳电池的技术发展EPV,Oerlikon,AMATEPVEPV 泉州金太阳泉州金太阳Unit-solar OerlikonAMATKanakaSharp. ?第4页/共28页BestSOLAR Confidential 美观、大方美观、大方 电池组

4、件的颜色与建筑物的颜色比较容易匹配，美化室内外电池组件的颜色与建筑物的颜色比较容易匹配，美化室内外 环境，加环境，加 上精细、整齐的激光切割线，使建筑物更加美观、大方，更有魅力。上精细、整齐的激光切割线，使建筑物更加美观、大方，更有魅力。 应用稳定性更好应用稳定性更好 由于非晶硅太阳电池的电流密度较小由于非晶硅太阳电池的电流密度较小, ,热斑效应不明显，所以，使用起来更加方便、可靠。热斑效应不明显，所以，使用起来更加方便、可靠。 能源回收期短能源回收期短 成本低且下降空间大成本低且下降空间大第5页/共28页设备、原材料国产化减薄非晶硅层, 改善光衰叠层电池如非晶硅/微晶硅,改善光衰,提高效率改

5、善各层材料间界面性能，提高功率新产品的开发、新材料、新工艺解决方案解决方案硅基薄膜太阳电池缺点以及应对第6页/共28页第7页/共28页薄膜太阳电池薄膜太阳电池LID测试测试 ( IEC认证认证)资料来源:应用材料第8页/共28页光老化试验光老化试验第9页/共28页五、电池的光电转换效率计算第10页/共28页cos=2/3 (48.2=2/3 (48.2o o) )AM1.5=1/cosLight第11页/共28页Initial EffStable EffLID第12页/共28页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页/共28页第14页/共28页六、六、 薄膜电池工艺简介薄膜电池工艺简介第15页/共28页叠层电池结构叠层电池结构SiO2(2040nm)TCO(7001000nm)a-si(300nm)SiO2(100nm)c-Si(1.7m

7、)AZO(100nm)Ag (130200nm)第16页/共28页ITO(In2O3:Sn) 氧化铟氧化铟(锡锡)FTO( SnO2:F) 掺氟氧化锡掺氟氧化锡ZAO (ZnO: Al) 掺铝氧化锌掺铝氧化锌其他其他 (GAO,ATO, .)第17页/共28页 1、应用范围、应用范围主要平板显示器、液晶显示、触摸屏主要平板显示器、液晶显示、触摸屏薄膜太阳能电池薄膜太阳能电池(CIGS、HIT)缺点缺点: 成本高，热性能较差成本高，热性能较差 (耐还原性差耐还原性差, 在等离子体下易被还原在等离子体下易被还原)2、制备方式、制备方式DC-磁控溅射磁控溅射RF-磁控溅射磁控溅射电子束蒸电子束蒸发发

8、磁控溅磁控溅射射第18页/共28页1、应用范围应用范围薄膜太阳能电池薄膜太阳能电池缺点缺点: Sn4+易被氢离子还原易被氢离子还原2、制备方式、制备方式: APCVD法法在线式在线式APCVD(浮法线浮法线) AGC (Asahi float glass) , NSG离线式离线式APCVD(离线式离线式)优点优点: 成本低成本低,制备技术相对成熟制备技术相对成熟,耐热性能好耐热性能好第19页/共28页a-si; uc-si; a-si/uc-si优点优点: 稳定性好稳定性好;近红外高透过率近红外高透过率,不受氢离子还原作用不受氢离子还原作用2、制备方式、制备方式磁控溅射磁控溅射+制绒制绒 (

9、leybold optics, PIA Nova, 信义玻璃信义玻璃 ) 缺点：成本较高缺点：成本较高,产品有待验证产品有待验证第20页/共28页薄膜太阳能电池薄膜太阳能电池Sunlightglass-AgZnO:Aln:a-sii:a-sip:a-siTCO(SnO2:F)+光生电压VocTCO用于薄膜电池的前电极用于薄膜电池的前电极第21页/共28页4005006007008009002025303540455055606570758085BA 透过率（ %)波 长 （ nm)A Haze Compensated TransmissiionB Direct Transmission 表面绒

10、面度表面绒面度: (Roughness) 1215%面电阻面电阻 R 913 第22页/共28页 更低的成本更低的成本 薄膜太阳能电池的未来薄膜太阳能电池的未来TJ Cost: - 40% 第23页/共28页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