薄膜太阳能发展趋势课件

薄膜太阳电池发展趋势

TheCurrentTechnologyandFutureTrendsofThinFilmSolarCells(Dr.YunLi)2010年10月31日提纲（Outline）引言(Introduction)薄膜太阳电池(ThinfilmPVcell)硅基薄膜电池(Si-basedthinfilmPVcell)化合物半导体薄膜电池(CompoundthinfilmPVcell)染料敏化TiO2电池(DyesensitizedPVcell)有机电池(OrganicthinfilmPVcell)薄膜太阳能电池的发展趋势(Futuretrends)发展光伏产业的历史机遇-必要性伏产业的历史机遇–

必要性能源：人类发展的根本需求保护地球环境、维护全球气候稳定-刻不容缓世界和平近年原油价格趋势图发展光伏产业的历史机遇-巨大规模2050年，太阳能在能源结构中将占到25%以上总产值将达到100万亿元（人民币）光伏电池在中国4个火力发电机组就可达2.4GW三峡26台发电机组，总发电功率20GW

2010年中国发电装机容量将达到580

GW左右，其中火电380

GW光伏发电每度电平均成本为2元人民币，水电及煤电每度却只需要0.2元~0.3元。两头在外，污染严重2009年世界2009年中国首次突破10GW光伏电池产量4.3GW产能过剩论晶体硅技术多晶硅目前晶体硅光伏电池占整个光伏市场份额约85%光伏电池的分类薄膜技术有机薄膜染料敏化非晶硅碲化镉铜铟镓硒非晶单节非晶微晶叠层非晶锗硅叠层新型概念单晶硅薄膜光伏电池发展迅猛停留在研究室阶段硅材料硅片光伏电池片光伏电池组件原材料生产薄膜电池组件晶体硅制造过程中能耗较高，排放较大薄膜电池产业链较短，用材少，能耗低、无排放，制造成本很低薄膜电池的前景-薄膜与晶硅电池产业链比较晶硅电池薄膜电池薄膜电池的前景-更早达到电网等价点的技术高效薄膜太阳能技术将提供更低的发电成本，早于晶体硅达到电网等价点，从而掀起光伏发电的革命转化效率，非晶为5-6%，非晶微晶为8.5%-10%在产品商业化方面，是最成熟的技术没有原材料供应的发展瓶颈，主要原料为玻璃和硅烷气体具有最成熟、最具规模化的生产设备量产转换率10%镉具有毒性一些主流市场较难进入（屋顶系统）碲产量较少，将会成为瓶颈没有工业化的生产设备量产转化效率10%以上需要突破一些关键技术才能达到批量生产水平铟的短缺可能会成为该技术发展的瓶颈不具备成形的大规模生产设备硅基薄膜碲化镉铜铟镓硒三种主要薄膜电池技术的比较非晶硅(a-Si)薄膜太阳能电池（续）已发展到第四代非晶硅/微晶硅双结叠层电池全国有六十多家已经/正在上马国产设备会大幅降低成本不同层有不同的能带宽度吸收不同波段的太阳光提高了效率双结还有助于提高光稳定性非晶/微晶硅薄膜电池

在玻璃基板上真空镀膜而成叠层薄膜电池共有20层不同材料组成，总

厚度为0.002mm，仅是晶硅电池1%厚度薄膜电池可以根据用户需求调节透光率，符合光

伏建筑一体化的需要薄膜电池工艺链其他碲化镉电池公司理论效率可达24%，还有潜力可挖掘公司、科研部门成本效率生产规模说明南佛罗里达大学Chu教授15%，小面积，1992重要里程碑NREL美国新能源实验室16.5%，小面积最高效率AboundSolar<$1Watt12-13%200+MW$104MPrimeStarSolar$215%，小面积，10%，大面积N/A通用，2008四川大学7%，大面积，13.3%，小面积四川阿波罗5MW试产，500MW奠基2010年1月Xunlight$210.5%，大面积，柔软基底2MW$22.3MNanosolar电池公司用纳米颗粒制成墨水，然后用印刷的方法沉积在柔性材料上，实现了大规模的生产

2009年9月640MW工厂在德国竣工，但目前实际产能自由10-20MW，速度可调效率高达16.4%在最好的电池，平均大于11%2007年绿色技术产品最佳科技成果铜铟镓硒CIGS电池目前大多处于实验室阶段，尚不具备大规模商业化条件，但未来发展空间很大。Konarka有机光伏电池（OPV）公司国家效率目前Konarka美国，AlanHeeger6.4%，大面积生产Solarmer美国，YangYang7.9%，小面积实验室阶段Heliatek德国7.7%，1.1cm2实验室阶段Plextronics美国5.98%，小面积提供有机墨Heliatek太阳能近期中国发展趋势单晶多晶硅未来几年仍是主流，大批企业会被整合下马非晶硅国产化会大幅度降低成本，会大幅抢占份额化合物半导体薄膜技术垄断性强，引进成本高，材料限制多，不会在短期形成气候染料敏化TiO2电池稳定性差，工艺不成熟有机电池效率低，工艺不成熟化合物半导体薄膜电池砷化镓GaAs碲化镉CdTe铜铟镓硒CIGS材料II-VI族化合物Eg~1.5eVII-VI族化合物Eg＝1.45eVⅠ-Ⅲ-Ⅵ族化合物Eg＝1.04-1.67eV成膜方法分子束外延近空间升华,电沉积，溅射，真空蒸发，丝网印刷真空蒸发,溅射，纳米效率>50%实验室效率16.4%商业化效率8～11%实验室效率~20%商业化效率8～10%领先公司Spectrolab,NRELFirstSolar,PrimestarNanoSolar，Wuerth,Surlfurcell，GlobalSolarEnergy,NREL,AscentSolar应用空间，地面聚光式地面电站，BIPV地面电站，BIPV价格膜