太阳能电池发展趋势.pptVIP

* 5.2技术发展趋势思考 1.硅基电池: ◆硅是地球上丰度第二大元素，资源丰富 (以石英砂形式存在)； ◆环境友好； ◆电池效率高，性能稳定； ◆工艺基础成熟。 ◆硅基电池是目前光伏界研究开发的重点、热点 晶硅电池的产业化技术 硅基薄膜电池 * ? ? ? ? 结 晶 完 美 化 程 度 ? ? ? 电 池 效 率 增 加 趋 势 电池 状况/技术 实验室％ 商业化％ 单晶硅(体) 商业化生产,280-350?m 24.7 15~17 多晶硅(体) 商业化,280-350?m 19.8 13~15 带硅,AES 商业化,八面体,300,400?m ~16 12~14 带硅Evergrn 中试,单面,300-400?m 16.2 12~14 带硅 中试,EBARA,单面,300-400?m 17.3 ? 薄层硅/衬底 中试,Austropower,300-600?m ~15 10 多晶硅薄膜 (高温过程900～1200℃),RTCVD ~15 ? 多晶硅薄膜 (中温过程500～900℃),CVD ? ? 多晶 硅薄 膜 多晶 (低温过程500℃),PECVD ~10 ? 微晶 (低温过程300℃),PECVD ~10 ? 纳晶 (低温过程300℃),PECVD ~10 ? 非晶硅/纳晶 (低温过程300℃),PECVD ~10 ? 非晶 硅电 池 三结 (低温过程300℃),PECVD 15．2 6－8 两结 (低温过程300℃),PECVD 12 5－7 单结 (低温过程300℃),PECVD ~10 5－7 * 结晶缺陷所带来的效率损失要通过复杂的 工艺弥补，比如说，多晶硅是通过PECVD－SNx来实现，获得了很大成功。 但是其他薄膜电池，如非晶硅和其他薄膜 电池至今尚未获得满意结果。 这就是为什么薄膜电池发展比人们预想的要慢，而多晶硅电池在1998年，产量就超过了单晶硅电池。 * 研究开发方向： ◆晶硅电池: ① 提高电池/组件效率 高效钝化技术：TiO2，SiNx, H、SiO2, a-Si 。。 高效陷光技术：减反射，表面织构化， 背反射等， 选择性发射区(前)， 背表面场(BSF)， 细栅或者单面技术， 高效封装技术－最佳封装材料的折射率等。 * ②简化、改进工艺－自动化、环保、低成本； 如硅片薄化及其工艺， ③材料的国产化和提高性能； ◆ 硅基薄膜电池 ①低温过程(PECVD) 300℃， 非晶、微晶、 微非迭层－效率、稳定性 ，柔性衬底 ②低温过程 900℃,多晶硅基薄膜电池，廉 价衬底； * 2. 化合物电池 ◆ CIGS 电池：提高效率，大面积重复性，S代Se ◆ CdTe电池：提高效率，大面积重复性 ◆ Gratzel电池 －高效染料，固体或准固态电 解 质，提高效率，大面积重复性 ◆ 有机电池 －高效电子受体 和给体以及材料， 提高效率 3. 新型概念电池：量子点、量子阱电池，中间带 光伏电池，带隙递变迭层电池等，尚处在理论探索、概念研究和验证阶段。 * * 2) 带硅技术 直接拉制硅片－免去切片损失 (内园切割，刀锋损失300～400 ?m。 线锯切割，刀锋损失～200 ?m)。 过去几十年里开发过多种生长 带硅 或片状硅技术 * ① EFG带硅技术 采用石墨模具－电池效率13％－15％。该技术于90年代初实现了商业化生产，目前属于RWE (ASE)公司所有。 * * ②蹼状带硅技术。 在表面张力的作用下,插在熔硅中的两条枝蔓晶的中间会同时长出一层如蹼状的薄片,所以称为蹼状晶。切去两边的枝晶，用中间的片状晶制作太阳电池。蹼状晶为各种硅带中质量最好,但其生长速度相对较慢。 * ③Astropower的多晶带硅制造技术。 该技术基于液相外延工艺，衬底为可以重复使用的廉价陶瓷。实验室太阳电池效率达到 15.6％，该技术实现了小规模的商业化生产。 * 3. 薄膜太阳电池