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薄膜太阳能电池的优缺点

薄膜太阳能电池作为新能源储能电池是很有发展前景的,随着电池技术的发展,现在薄膜太阳能电池怎么样呢?下面就不同类型的薄膜太阳能电池做优缺点对比,让大家能更好的了解这类电池好不好。

薄膜太阳能电池

砷化镓薄膜太阳能电池

GaAs属于III-V族化合物半导体材料,其能隙为1.4eV,正好能高吸取率太阳光的值,与太阳光谱的匹配较适合,且能耐高温,在250℃的条件下,光电转换性能仍很良好,其最高光电转换效率约30%,特别适合做高温聚光薄膜太阳能电池。砷化擦生产方式和传统的硅晶圆生产方式大不相同,砷化锋需要采用磊晶技术制造,这种磊晶圆的直径通常为4-6英寸,比硅晶圆的12英寸要小得多。磊晶圆需要特殊的机台,同时砷化擦原材料成本高出硅很多,最终导致砷化擦成品IC成本比较高。磊晶目前有两种,一种是化学的MoCVD,一种是物理的MBE。GaAs等III-V化合物薄膜电池的制备主要采用MOVPE和LPE技术,其中MOVPE方法制备GaAs薄膜电池受衬底位错,反应压力,III-V比率,总流量等诸多参数的影响。GaAs(砷化镑)光电池大多采用液相外延法或MOCVD技术制备。用GaAs作衬底的光电池效率高达29.5%(一般在19.5%左右),产品耐高温和辐射,但生产成本高,产量受限,目前主要作空间电源用。以硅片作衬底,MOCVD技术异质外延方法制造GaAs电池是降用低成本很有希翼的方法。已研究的砷化密系列太阳电池有单晶砷化擦,多晶砷化擦,擦铝砷–砷化擦异质结,金属半导体砷化镑,金属绝缘体–半导体砷化密太阳电池等。

铜铟硒薄膜太阳能电池

铜锢硒CuInSe2简称CIC.CIS材料的能降为1.1eV,适于太阳光的光电转换,另外,CIS薄膜太阳电池不存在光致衰退问题。因此,CIS用作高转换效率薄膜太阳能电池材料也引起了人们的注目。

CIS电池薄膜的制备主要有真空蒸镀法和硒化法。真空蒸镀法是采用各自的蒸发源蒸镀铜,锢和硒,硒化法是使用H2Se叠层膜硒化,但该法难以得到组成均匀的CIS。CIS薄膜电池从80年代最初8%的转换效率发展到目前的15%左右。日本松下电气工业企业开发的掺镑的CIS电池,其光电转换效率为15.3%(面积1cm2)。1995年美国可再生能源研究室研制出转换效率17.1%的CIS太阳能电池,这是迄今为止世界上该电池的最高转换效率。预计到2000年CIS电池的转换效率将达到20%,相当于多晶硅太阳能电池。CIS作为太阳能电池的半导体材料,具有价格低廉,性能良好和工艺简单等优点,将成为今后发展太阳能电池的一个重要方向。唯一的问题是材料的来源,由于锢和硒都是比较稀有的元素,因此,这类电池的发展又必然受到限制。

确化镉太阳能电池

cdTe是IⅡ-VI族化合物半导体,带隙1.5eV,与太阳光谱非常匹配,最适合于光电能量转换,是一种良好的PV材料,具有很高的理论效率(28%),性能很稳定,一直被光伏界看重,是技术上发展较快的一种薄膜电池。确化镉容易沉积成大面积的薄膜,沉积速率也高。cdTe薄膜太阳电池通常以Cds/CdTe异质结为基础。尽管Cds和cdTe和晶格常数相差10%,但它们组成的异质结电学性能优良,制成的太阳电池的填充因子高达FF=0.75制备CdTe多晶薄膜的多种工艺和技术已经开发出来,如近空间升华、电沉积、PVD、CVD、CBD、丝网印刷、溅射、真空蒸发等。丝网印刷烧结法:由含CdTe、Cds浆料进行丝网印刷CdTe、Cds膜,然后在600~700℃可控气氛下进行热处理1h得大晶粒薄膜。近空间升华法:采用玻璃作衬底,衬底温度500~600℃,沉积速率10um/min.真空蒸发法:将CdTe从约700℃加热钳锅中升华,冷凝在300~400℃衬底上,典型沉积速率1nm/s.以cdTe吸取层,CdS作窗口层半导体异质结电池的典型结构:减反射膜/玻璃/(Sn02:F)/Cds/P-cdTe/背电极。电池的实验室效率不断攀升,最近突16%。20世纪90年代初,CdTe电池已实现了规模化生产,但市场发展缓慢,市场份额一直徘徊在1%左右。商业化电池效率平均为8%-10%。

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