成本优势凸显 薄膜太阳能锂电池产业提速塑料球阀
2022-10-10 03:02:30 德润机械网
随着全球光伏产业的迅猛发展,非晶硅薄膜太阳能电池市场前景看好,技术日臻成熟,光电转换效率和稳定性不断提高。据预测,到2030年,薄膜太阳能电池将占整体太阳能电池份额的30%以上。
基于晶体硅(单晶硅和多晶硅)的太阳能电池由于发展历史较早且技术比较成熟,在装机容量一直占据领先地位。尽管技术进步和市场扩大使其成本不断下降,但由于材料和工艺的限制,晶体硅太阳能电池进一步降低成本的空间相当有限,很难达到光伏科学家和能源专家在上世纪80年代初预测的光伏发电与柴油发电竞争的临界点———太阳能电池的成本1美元/瓦。因此第一代太阳能电池很难承担太阳能光伏发电大比例进入人类能源结构并成为基础能源的组成部分的历史使命,薄膜太阳能电池益发得到世界各国的重视。
薄膜太阳能电池浮出水面
上世纪70年代的能源危机,使各国更加重视寻找可替代能源,这为薄膜太阳能电池的开发奠定了基础。最早开发的重要是非晶硅薄膜电池,但非晶硅薄膜电池转换效率低,一般只有5%-8%,并且氢化非晶硅还有光致衰退问题,但是由于其制造工艺简单、成本低、不要高温过程、衬底选择余地大、适于大面积生产等特点,在上世纪80代中后期,非晶硅太阳能电池产量份额曾一度达到20%。但由于其受本征及非本征衰减大等问题累加的困扰,加之市场规模很小,发展受到限制。科学家们开始研究开发转换效率高的化合物薄膜电池,一般在10%以上,甚至达到20%,但因成本高、部分元素有污染等问题,使推广受到限制。多晶硅薄膜电池效率达到15%以上,但由于工艺复杂等,大面积电池尚存在诸多问题。
充电温度:-20~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃支持最大放电倍率:3C
-40℃ 3C放电容量保持率≥70%
基于非晶硅及多晶化合物半导体(包括纳米氧化钛染料及多晶硅薄膜)的薄膜太阳能电池的市场份额虽然现在占整个光伏市场的不足20%,但随着非晶硅太阳能电池的衰减降低、CIGS和CdTe太阳能电池制造技术的突破,薄膜太阳能电池更具备竞争性。
围绕薄膜太阳能电池研究的热点是,开发高效、低成本、长寿命的光伏太阳能电池。它们应具有如下特点:低成本、高效、长寿命、材料来源丰富、无毒,科学家们比较看好非晶硅薄膜太阳能电池。
非晶硅成薄膜太阳能电池主流
目前,较成熟且已经大批量生产的薄膜太阳能电池是基于非晶硅系的薄膜太阳能电池,具有以下突出优点:高温下的光伏输出特性好,比晶体硅太阳能电池有更大的实际功率输出,环境友好,更少的能量偿还时间。
薄膜太阳能电池还有一个重要优点是适合作与建筑结合的光伏发电组件(BIpV):双层玻璃封装刚性的薄膜太阳能电池组件,可以根据要,制作成不同的透光率,可以部分代替玻璃幕墙,而不锈钢和聚合物衬底的柔性薄膜太阳能电池适用于建筑屋顶等要造型的部分。一方面它具有漂亮的外观,能够发电;另一方面,用于薄膜太阳能电池的透明导电薄膜(TCO)又能很好地阻挡外部红外射线的进入和内部热能的散失,双层玻璃中间的pVB或EVA,能够有效隔断能量的传导,起到LOW-E玻璃的功能。由于城市用地的稀缺性,大规模占用耕地建设地面太阳能光伏发电站几乎不可能,但是,城市大量的既有和待开发的建筑外立面和屋顶面积,是城市利用光伏发电最好的平台:它们防止了现有玻璃幕墙的光污染问题,又能代替建材,同时发电又节能,将成为未来城市利用光伏发电的重要方向。
充电温度:0~45℃
放电温度:-40~+55℃
比能量:240Wh/kg
-40℃放电容量保持率:0.5C放电容量≥60%