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薄膜電池的優(yōu)勢和風險分析

2009年11月10日 11:46 www.brongaenegriffin.com 作者:佚名 用戶評論(0
薄膜電池的優(yōu)勢和風險分析
???從技術上講,最為成熟的薄膜太陽能電池當屬硅基薄膜太陽能電池,包括非晶硅薄膜太陽能電池和非晶硅/微晶硅雙疊層薄膜太陽能電池,在進行薄膜電池投資或研究時,應著重考慮原材料擁有量和技術進步的風險。薄膜電池會首先在歐美日等國家和地區(qū)大規(guī)模開發(fā),晶體硅太陽能電池等較為成熟的技術將向中國及其他發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移。

????當前太陽能電池產(chǎn)業(yè)的主流技術為晶體硅太陽能電池,包括單晶硅太陽能電池和多晶硅太陽能電池。經(jīng)過近幾年太陽能電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,其效率已經(jīng)有了很大提高,成本也大幅度下降。目前大規(guī)模生產(chǎn)的單晶硅太陽能電池的平均光電轉(zhuǎn)化效率可以達到16.5%至17%之間,而多晶硅太陽能電池的平均光電轉(zhuǎn)化效率達到15.5%。晶體硅太陽能電池的主要問題是產(chǎn)業(yè)鏈的工藝復雜,因此,將晶體硅太陽能電池的成本大幅度降低會遇到較大困難。在降低成本方面,薄膜太陽能電池漸漸顯示出了它的競爭力。

????硅基薄膜太陽能電池技術相對成熟

????目前,從技術上講,最為成熟的薄膜太陽能電池當屬硅基薄膜太陽能電池,包括非晶硅薄膜太陽能電池和非晶硅/微晶硅雙疊層薄膜太陽能電池,其中非晶硅薄膜太陽能電池在上世紀80年代就已經(jīng)開始較大規(guī)模的批量化生產(chǎn),但是后來發(fā)現(xiàn)該種電池存在光致衰退現(xiàn)象,而且其效率提高得很緩慢,因此在上世紀90年代晶體硅太陽能電池產(chǎn)量擴大的情況下,非晶硅薄膜太陽能電池的生產(chǎn)所占的比例越來越低了。直至最近,太陽能發(fā)電市場的不斷擴大,以及由此造成的硅材料短缺日益嚴重,使得人們加緊了硅基薄膜太陽能電池的研發(fā)。人們的主要目標是提高效率,提高穩(wěn)定性,降低制造成本,其基本技術是使用PECVD(等離子增強化學氣相淀積)技術沉積非晶硅或微晶硅薄膜,襯底是低廉的玻璃或不銹鋼材料。

????目前非晶硅單層薄膜的光電轉(zhuǎn)化效率為6%,光致衰退率可以控制在初始效率值的15%左右。也就是說,在剛制備的電池組件的效率為8%,經(jīng)過幾個月的日照之后,其效率達到6%左右,并最終穩(wěn)定在這個值。這種特性可以為當前的消費者所接受。目前新近開發(fā)出的非晶硅/微晶硅雙疊層太陽能電池可以達到8.5%的穩(wěn)定效率,而其光致衰退更小,但是由于其工藝較復雜,產(chǎn)業(yè)規(guī)模不大,致使其成本仍較高。實際上,目前研究機構(gòu)和產(chǎn)業(yè)界都在加緊研究硅基薄膜太陽能電池的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化技術,各方都投入了巨資進行新產(chǎn)品的研發(fā),其中包括世界頂級半導體設備制造商美國的應用材料公司、歐洲的Oerlikon公司、日本的日本真空公司、德國的萊寶真空公司、美國的EPV公司等。這些公司可以提供成套的非晶硅或者非晶硅/微晶硅雙疊層太陽能電池制造設備以及相匹配的生產(chǎn)制造工藝。

????硅基薄膜電池出現(xiàn)投資熱潮

????在世界范圍內(nèi)出現(xiàn)了硅基薄膜電池的投資熱潮。研究機構(gòu)目前已經(jīng)描繪了五代硅基薄膜太陽能電池工藝技術:第一代非晶硅單結(jié)薄膜太陽能電池、第二代非晶硅/非晶硅雙結(jié)薄膜太陽能電池、第三代非晶硅/微晶硅雙結(jié)薄膜太陽能電池、第四代非晶硅/非晶硅鍺雙結(jié)或三結(jié)薄膜太陽能電池、第五代非晶硅/非晶硅鍺/微晶硅三結(jié)薄膜太陽能電池。目前在產(chǎn)業(yè)化領域中的主要技術仍舊是前兩者,但是第三代硅基薄膜太陽能電池將在2009年或2010年投入大規(guī)模生產(chǎn),屆時第一代和第二代技術將退出產(chǎn)業(yè)界。

????在生產(chǎn)線技術方面依關鍵的PECVD沉積系統(tǒng)分類,可以劃分出以下5種設備模式:單室多片PECVD沉積系統(tǒng)(EPV、BudaSolar)、串聯(lián)線列式多室單片PECVD沉積系統(tǒng)(日本真空)、并聯(lián)線列式多室單片PECVD沉積系統(tǒng)(萊寶真空)、團簇式多室單片PECVD沉積系統(tǒng)(應用材料公司)、單多片混合型PECVD沉積系統(tǒng)(Oerlikon公司)。

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