太阳能电池的标准基板尺寸并不是碲化镉电池标准尺寸

30年前出现的非晶硅薄膜，因转换效率过低、效率下降等问题，已被搁置多年。前几年的硅材料供应危机，强烈刺激了薄膜太阳能电池的研究和投资。2008年全球薄膜太阳能电池产量达到892MW，同比增长123%。权威估计，到2050年太阳能将占到整个能源结构的1/5，这意味着其经济规模将达到100%。收集各种薄膜太阳能电池的技术特点，收集国内外主要薄膜太阳能电池生产厂家的信息，分析薄膜太阳能电池存在的问题、风险和发展前景。太阳能电池产品分为晶体硅电池和薄膜电池两大类：前者包括单晶硅电池和多晶硅电池，在行业中占据全球绝大部分市场份额；后者主要包括非晶硅电池，传统的硅基电池太阳能电池容量大，太阳光的转化率可达20%。最大的问题是主要原料多晶硅或单晶硅制造工艺复杂、能耗高、成本高，必须加工成硬板状面板。它的许多用途。DisplaySearch在最新发布的2009年第三季度全球太阳能电池产能数据库及趋势季度研究报告中指出：截至本月，全球总共新增了11.4GW（114）的电池产能，而这个巨大的新增产能是2009年，尽管需求不佳，主要原因还是产能仍增长了56%；截至2006年，日本拥有全球最大的产能，但中国大陆厂商从2005年开始积极投资新厂产能扩张，并于2007年成为全球最大的太阳能电池生产国，占全球太阳能电池产能的三分之一在2009年; 2009年薄膜太阳能电池产能达到3.58GW（35.81亿瓦），其中30%使用600mm1,200mm的基板尺寸。主要原因是产能仍增长56%；截至2006年，日本拥有全球最大的产能，但中国大陆厂商从2005年开始积极投资新厂产能扩张，并于2007年成为全球最大的太阳能电池生产国，占全球太阳能电池产能的三分之一在2009年; 2009年薄膜太阳能电池产能达到3.58GW（35.81亿瓦），其中30%使用600mm1,200mm的基板尺寸。主要原因是产能仍增长56%；截至2006年，日本拥有全球最大的产能，但中国大陆厂商从2005年开始积极投资新厂产能扩张，并于2007年成为全球最大的太阳能电池生产国，占全球太阳能电池产能的三分之一在2009年; 2009年薄膜太阳能电池产能达到3.58GW（35.81亿瓦），其中30%使用600mm1,200mm的基板尺寸。2009年占全球太阳能电池产能的三分之一；2009年薄膜太阳能电池产能达到3.58GW（35.81亿瓦），其中30%使用600mm1,200mm的基板尺寸。2009年占全球太阳能电池产能的三分之一；2009年薄膜太阳能电池产能达到3.58GW（35.81亿瓦），其中30%使用600mm1,200mm的基板尺寸。

该尺寸也是碲化镉 (CdTe) 太阳能电池的标准基板尺寸，目前由 First Solar 等制造商使用。一般称为5英寸的玻璃基板产能在薄膜太阳能电池中居第二位，占全部薄膜的18%；2005年，全球太阳能电池产能的95%属于晶体系统，5%属于薄膜技术。2009年薄膜技术有望达到全球总产能的20%，2013年有望增长到30%；非晶硅产能方面，2009年四大主要设备供应商分别是AMAT、欧瑞康、ULVAC和EPV；四家设备制造商提供的产能已达到946MW（94,600瓦），占全部非晶硅产能的一半；2030年后，光伏发电成本将持续下降，电池转换效率进一步提升，光伏系统组件将发展为建筑通用组件，可实现大规模标准化应用，光伏几乎所有新建筑都将安装阵列。欧盟希望到 2030 年增加约 200 吉瓦的光伏装机容量，全球可能达到 1000 吉瓦。欧盟联合委员会研究中心（JRC）预测，到21世纪末，可再生能源将占能源结构的80%以上，其中太阳能占60%以上，充分展示了其重要的战略意义。位置。统计数据显示，2002年之前，

2002年至2004年，国内光伏市场大幅上涨。2008年，我国太阳能电池以2050MW的产量位居世界第一，但国内装机容量仅为20MW，我国生产的太阳能电池几乎全部出口。预计2008年中国累计装机容量达到115MW。我国光伏应用仍以独立系统为主，并网光伏发电应用比例仍较小。据中国电力科学研究院预测，2010年我国电力供应缺口为52.9GW，占需求的7.7%；2020年为91GW，占比8.2%。可见，国内电力市场不断增长的需求为光伏产业的应用发展提供了强有力的支撑。国家发改委提出2010年光伏组件及系统累计安装450MW的目标，预计2008-2010年太阳能光伏装机容量年复合增长率将达到80.86 %。到2020年，我国光伏累计装机容量将达到1.8GW。技术市场研究机构isuppli2009年发表研究报告称，2009年全球前10大太阳能电池制造商将是First Solar（市场份额从2008年的7.5%攀升至12.8%)、尚德（市场份额从<

2009年世界十大太阳能电池制造商对薄膜光伏电池进行排名，薄膜的厚度一般为2～3μm。其中包括硅薄膜型（主要包括多GaAs、InP磷化锌（Zn3 P2新材料薄膜型电池（主要包括聚合物薄膜太阳能电池和染料敏化太阳能电池）。不同材料的研究已达到应用水平）如下： 材料效率 (%) 使用状况 硒化镓/磷化铟/锗混合材料 35 仅实验室 25 磷化铟未广泛使用，除了一些空间利用 22 仅实验室 25 PV 市场上最常见的材料 市场份额正在增长 17TF PV领域发展迅速，但主要来自一家公司 10TF PV 4-8 中最常见的有机材料 尚未应用，但有几家公司正在积极尝试将多晶硅薄膜沉积在底部，但由于生长的硅薄膜颗粒太小，无法制成有价值的太阳能电池。目前薄膜太阳能电池技术，制备多晶硅薄膜电池主要采用化学气相沉积方法，包括低压化学气相沉积（LPCVD和等离子体增强化学气相沉积）。气相沉积（PECVD）工艺，除液相外延（LPPE）和溅射沉积外。化学气相沉积主要以SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4或SiH4为反应气体，在一定条件下在保护气氛中，硅原子形成并沉积在加热的衬底上。基板材料一般为Si、SiO2、Si3N4等。

但在非硅衬底上难以形成较大的晶粒，晶粒间易形成空隙。解决这个问题的方法是利用LPCVD获得更大的晶粒，然后在这层晶种上沉积一层厚的多晶硅薄膜，这就是再结晶技术。重结晶法。除再结晶工艺外，多晶硅薄膜电池几乎采用了所有制备单体电池的技术，这样得到的光伏电池的转换效率明显提高。液相外延（LPE）法的原理是通过熔化基体中的硅并降低温度来沉积硅膜。由于多晶硅薄膜电池使用的硅远比单晶硅少，没有效率退化问题，可以在廉价的基板材料上制备，成本远低于单晶硅电池，效率高于非晶硅薄膜电池，有可能成为非晶硅太阳能电池是1976年出现的一种新型薄膜太阳能电池，它与单晶硅和多晶硅太阳能电池的生产方式完全不同，硅材料消耗少，功耗低。制造非晶硅太阳能电池最常用的方法是辉光放电法、反应溅射法、化学气相沉积法和电子束蒸发法。辉光放电法是将石英容器抽真空，充入氢气或氩气以稀释硅烷，用射频电源加热，使硅烷离子化并形成等离子体。非晶硅膜沉积在加热的衬底上。如果在硅烷中掺入适量的氢化磷或氢化硼，可以得到N型非晶硅薄膜。

基板材料一般为玻璃或不锈钢板。这种制备非晶硅薄膜的工艺主要依赖于对气压、流速和射频功率的严格控制，对基板的温度也有严格的要求。非晶硅太阳能电池有多种结构，其中一种是经典的结构叫PiN，就是在衬底上沉积一层磷掺杂，最后用电子束蒸镀一层减反射膜，蒸出银电极。这种制造工艺可以使用一系列的沉积室，在生产中形成连续的工艺，以实现大批量生产。同时，非晶硅太阳能电池非常薄，可以制成串联或集成电路的方法。在一架飞机上，通过适当的掩模工艺，可以一次制造多个串联电池以获得更高的电压。非晶硅可以在非常薄的不锈钢和塑料基板上生长，以生产超轻质太阳能电池。这种电池以其高电重比，首次用于太阳能飞机，并于1990年完成了美国首飞，创造了太阳能飞行的新纪录。目前非晶硅太阳能电池存在的问题是光电转换效率低，国际先进水平在10%左右，还不够稳定，转换效率经常下降，限制了非晶硅电池的使用作为大型太阳能电源。可应用于弱光电源。非晶硅太阳能电池还存在稳定性等缺点，直接影响其实际应用。由于1.7eV，材料本身对太阳辐射光谱的长波长区域不敏感，限制了非晶硅太阳能电池更高的转换效率。

此外，其光电效率会随着光照时间的延长而衰减，即所谓的光降解效应，使电池性能不稳定。解决这些问题的方法是制作堆栈。目前，非晶硅薄膜太阳能电池研究取得两大进展：一是三叠非晶硅太阳能电池转换效率达到13%，创历史新高；二是三叠层太阳能电池年产能达到13%。5兆瓦。United Solar Corporation（VSSC）生产的单结太阳能电池的最高转换效率为9.3%，三叠式电池的最高转换效率为13%。估计效率下降的问题解决后，非晶硅太阳能电池以其成本低、重量轻、应用更加方便等优点，将推动太阳能利用的发展。它可以与房屋的屋顶结合，形成家庭的独立电源。在开发硅基太阳能电池的过程中，为了避免硅基太阳能电池存在的普遍问题，硫化镉和硒化铜铟薄膜电化合物、硒化铜铟薄膜电池因其高转换效率。注意。砷化镓属于III 4eV，耐高温的光电转换性能仍然没有太大影响，而且由于它的光电转换最高，效率在30%左右，特别适用于高温聚光太阳能电池。因此，考虑电池材料。已研究的GaAs系列太阳能电池包括单晶GaAs、多晶GaAs、GaAl-GaAs异质结、金属-半导体GaAs、金属-半导体GaAs太阳能电池等。

复合薄膜电池的制备与硅半导体材料的制备类似，包括晶体生长法、直接拉伸法、气相生长法、液相外延法等。除GaAs外，其他III族化合物如GaSb、GaInP电池材料也已开发。1998年德国弗莱堡太阳能系统研究所生产的砷化镓太阳能电池的转换效率为24. 2%，为欧洲最高纪录。首次制备的GaInP电池转换效率达到14. 7%。此外，研究所还采用叠层结构制备GaAs和GaSb电池。该单元将堆叠两个独立的单元，GaAs作为上部单元，GaSb作为下部单元。获得的电池效率达到3< @k0@ > 1%。铜铟硒化Cu InSe2简称C IS。它是以铜、铟、硒三元化合物半导体为基本材料制成的太阳能电池。它是多晶薄膜结构，材料能量降低到1.leV，适用于太阳光的光电转换。此外，CIS薄膜太阳能电池不存在光致退化的问题。CIS电池薄膜的制备一般采用真空镀膜、硒化、电沉积、电泳或化学气相沉积等方法制备，材料消耗低，性能稳定，光电转换效率达10%以上。真空蒸发法是利用各自的蒸发源蒸发铜、铟和硒。硒化方法使用 H2Se，但很难获得成分均匀的IS。近来还开发了硒化铜铟薄膜添加在非晶硅薄膜上形成叠层太阳能电池，提高了太阳能电池的效率，克服了非晶硅光电效率下降的问题。转换效率已发展到目前的15%。

预计到2000年CIS电池的转换效率将达到20%。作为太阳能电池的半导体材料，它具有价格低、性能好、工艺简单等优点。1954年雷诺兹发现硫化镉具有光伏效应。1960年，真空蒸镀得到硫化镉太阳能电池，光电转换效率3.5%。1964年美国制造的硫化镉太阳能电池使光电转换效率提高了4%～6%。除了烧结块体硫化镉太阳能电池，人们更关注薄膜硫化镉太阳能电池。它采用硫化亚铜作为阻挡层，根据硫化镉材料的理论计算，其光电转换效率可达16. 4%。尽管非晶硅薄膜电池在世界范围内具有很大的影响力，但一些国家仍然指望硫化镉太阳能电池的发展，因为它的制造工艺比较简单，设备问题也容易解决。镉碲薄膜电池在薄膜电池中历史最悠久，形成了典型的CdTe光电CdS。CdS TCO，然后连接到基板CdTe的上边缘以连接背板，形成光伏电池结构。有多种制备 CdTe 光伏电池的工艺。最常用的方法有溅射、化学蒸发、ALE、丝网印刷、电流沉积、化学喷涂、密集堆叠升华等。其中电流沉积法是最便宜的方法之一，

综上所述，虽然多化合物薄膜太阳能电池的效率高于非晶硅薄膜太阳能电池，但成本低于单晶硅电池，且易于量产. 一些造成严重污染的元素比较少见。因此薄膜太阳能电池技术，这种电池并不是晶体硅太阳能电池最理想的替代品。用聚合物代替太阳能电池中的无机材料是太阳能电池的一个新的研究方向。其原理是利用不同氧化还原聚合物的不同氧化还原电位，在导电材料（电极）表面进行多层复杂的单向导电器件。一个电极的内层被还原电位较低的聚合物改性，外层聚合物具有较高的还原电位，电子转移方向只能由内层向外层转移。另一个电极的改性则正好相反，第一种电极类型聚合物的还原电位高于后两种聚合物。当修饰电极置于含有光敏剂的电解液中时，光敏剂吸光后产生的电子被转移到还原电位较低的电极上，而在还原电位较低的电极上积累的电子不能转移到外层。聚合物。电解液只能通过还原电位较高的电极通过外电路返回电解液，因此在外电路中制备产生光电流的聚合物薄膜太阳能电池的关键步骤是形成聚合物半导体层。目前，真空技术是制备薄膜的常用方法之一，主要有真空镀膜溅射和分子束外延生长技术；溶液处理成膜技术。

常用的溶液成膜技术主要有电化学沉积技术、投膜技术、流延技术、预聚物转化技术、Langmuir2Blodgett技术、分子组装技术、印刷技术等；单晶技术。制备聚合物半导体单晶的方法有：电化学法、扩散法和气相法。由于有机材料具有柔韧性好、易于制造、材料来源广泛、成本低廉等优点，对于太阳能电池的大规模利用提供廉价电能具有重要意义。新型有机薄膜太阳能电池在原来的两层结构中间增加了一层杂化膜，变成了三层结构，这增加了发电分子之间的接触面积，从而大大提高了太阳能的转化率。可折叠薄膜太阳能电池是由非晶硅结合PIN光电二极管技术制成的薄膜太阳能电池。该系列产品具有柔软、便携、耐用、光电转换效率高等特点；可广泛应用于电子消费品、远程监控/通讯、军事、野外/室内供电等领域。有机薄膜太阳能电池使用塑料等轻质柔软的材料作为基板，因此人们对其实用化寄予厚望。可折叠薄膜太阳能电池是由非晶硅结合PIN光电二极管技术制成的薄膜太阳能电池。该系列产品具有柔软、便携、耐用、光电转换效率高等特点；可广泛应用于电子消费品、远程监控/通讯、军事、野外/室内供电等领域。有机薄膜太阳能电池使用塑料等轻质柔软的材料作为基板，因此人们对其实用化寄予厚望。可折叠薄膜太阳能电池是由非晶硅结合PIN光电二极管技术制成的薄膜太阳能电池。该系列产品具有柔软、便携、耐用、光电转换效率高等特点；可广泛应用于电子消费品、远程监控/通讯、军事、野外/室内供电等领域。有机薄膜太阳能电池使用塑料等轻质柔软的材料作为基板，因此人们对其实用化寄予厚望。