什么是薄膜太阳能电池

什么是薄膜太阳能电池

薄膜太阳能电池是缓解能源危机的新型光伏器件。薄膜太阳能电池可以使用在价格低廉的陶瓷、石墨、金属片等不同材料当基板来制造，形成可产生电压的薄膜厚度仅需数μm，目前转换效率最高可以达13%。薄膜电池太阳电池除了平面之外，也因为具有可挠性可以制作成非平面构造其应用范围大，可与建筑物结合或是变成建筑体的一部份，应用非常广泛。

历史背景

随着煤、石油、天然气等能源日益枯竭和环境污染日益加剧，人们迫切需要寻找清洁可再生新能源。作为地球无限可再生的无污染能源———太阳能的应用日益引起人们的关注，将太阳能转化为电能的太阳能电池的研制得到了迅速发展。目前以商品化的晶体硅太阳能电池的光电转化效率最高，但受材料纯度和制备工艺限制，成本高，很难再提高转化效率或降低成本。薄膜太阳能电池只需几μm的厚度就能实现光电转换，是降低成本和提高光子循环的理想材料。

制造技术

薄膜太阳电池可以使用在价格低廉的玻璃、塑料、陶瓷、石墨，金属片等不同材料当基板来制造，形成可产生电压的薄膜厚度仅需数μm，因此在同一受光面积之下可较硅晶圆太阳能电池大幅减少原料的用量（厚度可低于硅晶圆太阳能电池90%以上），目前实验室转换效率最高已达20%以上，规模化量产稳定效率最高约13%。薄膜太阳电池除了平面之外，也因为具有可挠性可以制作成非平面构造其应用范围大，可与建筑物结合或是变成建筑体的一部份，在薄膜太阳电池制造上，则可使用各式各样的沉积（deposition）技术，一层又一层地把p-型或n-型材料长上去，常见的薄膜太阳电池有非晶硅、CuInSe2 （CIS）、CuInGaSe2 （CIGS）、和CdTe.。等。

模块结构

薄膜太阳能模块是由玻璃基板、金属层、透明导电层、电器功能盒、胶合材料、半导体层。。等所构成的。

产品应用

半透明式的太阳能电池模块：建筑整合式太阳能应用（BIPV）

薄膜太阳能之应用：随身折迭式充电电源、军事、旅行

薄膜太阳能模块之应用：屋顶、建筑整合式、远程电力供应、国防

厚度比较

晶体硅（180～250μm）、单结非晶硅薄膜（600nm），叠层非晶硅薄膜（400nm~500nm）。

特色

1.相同遮蔽面积下功率损失较小（弱光情况下的发电性佳）

2.照度相同下损失的功率较晶圆太阳能电池少

3.有较佳的功率温度系数

4.较佳的光传输

5.较高的累积发电量

6.只需少量的硅原料

7.没有内部电路短路问题（联机已经在串联电池制造时内建）

8.厚度较晶圆太阳能电池薄

9.材料供应无虑

10.可与建材整合性运用（BIPV）

原理概述

电池是一种能量转化与储存的装置。它通过反应将化学能或物理能转化为电能。电池即一种化学电源，它由两种不同成分的电化学活性电极分别组成正负极，两电极浸泡在能提供媒体传导作用的电解质中，当连接在某一外部载体上时，通过转换其内部的化学能来提供能。作为一种电的贮存装置，当两种金属（通常是性质有差异的金属）浸没于电解液之中，它们可以导电，并在“极板”之间产生一定电动势。电动势大小（或电压）与所使用的金属有关，不同种类的电池其电动势也不同。

电池的性能参数主要有电动势、容量、比能量和电阻。

电动势等于单位正电荷由负极通过电池内部移到正极时，电池非静电力（化学力）所做的功。电动势取决于电极材料的化学性质，与电池的大小无关。

电池所能输出的总电荷量为电池的容量，通常用安培小时作单位。电池的能量储存有限。电池的容量与电极物质的数量有关，即与电极的体积有关。

在电池反应中，1千克反应物质所产生的电能称为电池的理论比能量。电池的实际比能量要比理论比能量小。因为电池中的反应物并不全按电池反应进行，同时电池内阻也要引起电动势降，因此常把比能量高的电池称做高能电池。

电池的面积越大，其内阻越小。

实用的化学电池可以分成两个基本类型：原电池与蓄电池。原电池制成后即可以产生电流，但在放电完毕即被废弃。蓄电池又称为二次电池，使用前须先进行充电，充电后可放电使用，放电完毕后还可以充电再用。蓄电池充电时，电能转换成化学能；放电时，化学能转换成电能。