薄膜太陽(yáng)能電池薄膜太陽(yáng)能電池第八章薄膜太陽(yáng)能電池授課教師:黃俊傑第八章薄膜太陽(yáng)能電池2薄膜太陽(yáng)能電池的種類(lèi)非晶矽(Amorphussilicon,a-Si)微晶矽(NanocrystallineSilicon,ncSi,orMicrocrystallineSilicon,uc-Si)CIS/CIGS(銅鍬硒化物)≯CdTe(碲化鎘)GaAsmultijunction(多接面砷化錄)>色素敏化染料(Dye-Sensitizedsolarcell)有機(jī)導(dǎo)電高分子(Organic/polymersolarcells薄膜太陽(yáng)能電池的種類(lèi)3太陽(yáng)能電池市場(chǎng)堄況各類(lèi)太陽(yáng)能電池市佔(zhàn)比2001-2005年各類(lèi)太陽(yáng)能電池產(chǎn)量InTeunce9400Maticymurw表一2005年各想型太陽(yáng)能電池於各區(qū)域市場(chǎng)的座量日本欲湖某他地需合計(jì)百比品的MonnarystailmeFlatPate52771999150ICA-SianC2Stltee神要型[cscs2cs部豫太隔觸悉在告匠域市的量分侮比直料來(lái)型:Crowtherninstit:工院Kz07s太陽(yáng)能電池市場(chǎng)堄況4太陽(yáng)能電池效率演進(jìn)crystalineSiCellThinFilmTechnologiesGuI,Ga)SexDAmatphoueSr:HstabilizedMultunctionpocrystainmerging網(wǎng)Weding太陽(yáng)能電池效率演進(jìn)5非晶矽(AmorphusSilcon,a-Si)是發(fā)展最完整的薄膜式太陽(yáng)能電池。其結(jié)構(gòu)通常為p-i-n(或n-i→p)偶及型式,p層跟n層主要座為建立內(nèi)部電場(chǎng),I層則由非晶系矽構(gòu)成。非晶矽的優(yōu)點(diǎn)在於對(duì)於可見(jiàn)光譜的吸光能力很強(qiáng),而且利用濺鍍或是化學(xué)氣相沉積方式生成薄膜的生產(chǎn)方式成熟且成本低廉,材料成本相對(duì)於其他化合物半導(dǎo)體材料也便宜許多:不過(guò)缺點(diǎn)則有轉(zhuǎn)換效率低(約57%),以及會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的光劣化現(xiàn)象的問(wèn)題,因此無(wú)法打入太陽(yáng)能發(fā)電市場(chǎng),而多應(yīng)用於小功率的消費(fèi)性電子產(chǎn)品市場(chǎng)。不過(guò)在新一代的非晶矽多接面太陽(yáng)能電池(MultijuctionCe11)已經(jīng)能夠大幅改善純非晶矽太陽(yáng)電池的缺點(diǎn),轉(zhuǎn)換效率可提升到68%,使用壽命也獲得提昇。未來(lái)在具有成本低廉的優(yōu)勢(shì)之下,仍將是未來(lái)薄膜太陽(yáng)能電池的主流之一。資料來(lái)源:BP2002·WorldNuclearassociation非晶矽(AmorphusSilcon,a-Si)6微晶矽(nc-Si,uc-Si)微晶矽其實(shí)是非晶矽的改良材料,其結(jié)構(gòu)介於非晶矽和晶體矽之間,主要是在非晶體結(jié)構(gòu)中具有微小的晶體粒子因此同時(shí)具有非晶矽容易薄膜化,製程便宜的特性,以及晶體矽吸收光譜廣,且不易岀現(xiàn)光劣化效應(yīng)的優(yōu)點(diǎn),轉(zhuǎn)換效率也較高。目前已有將a-Si和nc-Si疊層後製成的薄膜太陽(yáng)能電池商品(由日本Sanyo硏發(fā)成功),可鍍膜在一般窗戶(hù)玻璃上,透光的同時(shí)仍可發(fā)電,因此業(yè)界廣泛看好將是未來(lái)非晶矽材料薄膜太陽(yáng)電池的的發(fā)展主流。微晶矽(nc-Si,uc-Si)7CIS/CIGS(銅鋼硒化物)CIS(CopperIndiumDiselenide)或是cIGs(opperIndiumGalliumDiselenide)都屬於化合物半導(dǎo)體。這兩種材料的吸光(光譜)範(fàn)園很廣,而且穩(wěn)定性也相當(dāng)好。轉(zhuǎn)」換效率方面,若是利用聚光裝置的輔助,目前轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)可達(dá)30%,標(biāo)凖環(huán)境測(cè)試下最高也已經(jīng)可達(dá)到19.5%,足以媲美單晶矽太陽(yáng)電池的最佳轉(zhuǎn)換效率。在大面積製程上,採(cǎi)用軟性塑膠基板的最佳轉(zhuǎn)換效率也已經(jīng)逹到14.1%。由於穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)換效率都已經(jīng)相當(dāng)優(yōu)異,因此被視為是未來(lái)最有發(fā)展?jié)摿Φ谋∧ぬ?yáng)能電池種類(lèi)之CIS/CIGS(銅鋼硒化物)8CdTe(碲化鎘)CdTe同樣屬於化合物半導(dǎo)體,電池轉(zhuǎn)換效率也不差:若使用耐高溫(600度C)的硼玻璃作為基板轉(zhuǎn)換效率可達(dá)16%,而使用不耐髙溫但是成本較低的鈉玻璃做基板也可達(dá)到12%的轉(zhuǎn)換效率轉(zhuǎn)換效率遠(yuǎn)優(yōu)於非晶矽材料。此外,CdTe是二元化合物,在薄膜製程上遠(yuǎn)較CIS或CIGS容易控制,再加上可應(yīng)用多種快速成膜技術(shù)(如蒸鍍法),模組化生產(chǎn)容易,因此容易應(yīng)用於大面積建材,目前已經(jīng)有商業(yè)化產(chǎn)品在市場(chǎng)行銷(xiāo),轉(zhuǎn)換效率約11%。不過(guò),雖然CdTe技術(shù)有以上優(yōu)點(diǎn),但是因?yàn)殒k已經(jīng)是各國(guó)管制的高染性重金屬,因此此種材料技術(shù)未來(lái)發(fā)展前景仍有陰影存在CdTe(碲化鎘)9GaAsMultijunction(多接面砷化鯨)在單晶矽基板上以化學(xué)氣相沉積法成長(zhǎng)GaAs薄膜所製成的薄膜太陽(yáng)能電池,因?yàn)榫哂?0%以上的高轉(zhuǎn)換效率,很早就被應(yīng)用於人造衛(wèi)星的太陽(yáng)能電池板。新一代的GaAs多接面(將多層不同材料疊層)太陽(yáng)能電池,如GaAs、Ge和Galnpe三接面電池,可吸收光譜範(fàn)圍極廣,轉(zhuǎn)換效率目前已可髙達(dá)39%,是轉(zhuǎn)換效率最高的太陽(yáng)能電池種類(lèi),而且性質(zhì)穩(wěn)定,壽命也相當(dāng)長(zhǎng)。不過(guò)此種太陽(yáng)能電池的價(jià)格也極為昂貴,平均每瓦價(jià)格可髙出多晶矽太陽(yáng)能電池百倍以上,因此除了太空等特殊用途之外,預(yù)期並不會(huì)成為商業(yè)生產(chǎn)的主流。GaAsMultijunction(多接面砷化鯨)10染料敏化染料(Dye-SensitizedSolarCel染料敏化感染料電池是太陽(yáng)能電池中相當(dāng)新穎的技術(shù),產(chǎn)品是由透明導(dǎo)電基板、二氧化鈇(Ti02)奈米微粒薄膜、染料(光敏化劑)、電解質(zhì)和Io電極所組成。此種太陽(yáng)能電池的優(yōu)點(diǎn)在於二氧化和染料的材料成本都相對(duì)便宜,又可以利用印刷的方法大量製造,基板材料也可更多元化。不過(guò)目前主要缺點(diǎn)一是在於轉(zhuǎn)換效率仍然相當(dāng)?shù)?平均約在78%,實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品可達(dá)10%),且在UV照射和高熱下會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的光劣化現(xiàn)象,二是在於封裝過(guò)程較為困難(主要是因?yàn)槠渲械碾娊赓|(zhì)的影響),因此目前仍然是以實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品為」主。然而,基於其低廉成本以及廣泛應(yīng)用層面的吸引力,多家實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)仍然在積極進(jìn)行技術(shù)的突破染料敏化染料(Dye-SensitizedSolarC11薄膜太陽(yáng)能電池課件12薄膜太陽(yáng)能電池課件13薄膜太陽(yáng)能電池課件14薄膜太陽(yáng)能電池課件15薄膜太陽(yáng)能電池課件16薄膜太陽(yáng)能電池課件17薄膜太陽(yáng)能電池課件18薄膜太陽(yáng)能電池課件19薄膜太陽(yáng)能電池課件20薄膜太陽(yáng)能電池課件21薄膜太陽(yáng)能電池課件22薄膜太陽(yáng)能電池課件23薄膜太陽(yáng)能電池課件24薄膜太陽(yáng)能電池課件25薄膜太陽(yáng)能電池課件26薄膜太陽(yáng)能電池課件27薄膜太陽(yáng)能電池課件28薄膜太陽(yáng)能電池課件29薄膜太陽(yáng)能電池課件30薄膜太陽(yáng)能電池課件31薄膜太陽(yáng)能電池課件32薄膜太陽(yáng)能電池課件33薄膜太陽(yáng)能電池課件34薄膜太陽(yáng)能電池課件35薄膜太陽(yáng)能電池課件36薄膜太陽(yáng)能電池課件37薄膜太陽(yáng)能電池課件38薄膜太陽(yáng)能電池課件39薄膜太陽(yáng)能電池課件40薄膜太陽(yáng)能電池課件41薄膜太陽(yáng)能電池課件42薄膜太陽(yáng)能電池課件43薄膜太陽(yáng)能電池課件44薄膜太陽(yáng)能電池課件45薄膜太陽(yáng)能電池課件46薄膜太陽(yáng)能電池課件47薄膜太陽(yáng)能電池課件48薄膜太陽(yáng)能電池課件49薄膜太陽(yáng)能電池課件50薄膜太陽(yáng)能電池課件51薄膜太陽(yáng)能電池課件52薄膜太陽(yáng)能電池課件53薄膜太陽(yáng)能電池課件54薄膜太陽(yáng)能電池課件55薄膜太陽(yáng)能電池課件56薄膜太陽(yáng)能電池課件57薄膜太陽(yáng)能電池課件58薄膜太陽(yáng)能電池課件59薄膜太陽(yáng)能電池課件60薄膜太陽(yáng)能電池課件61薄膜太陽(yáng)能電池課件62薄膜太陽(yáng)能電池課件63薄膜太陽(yáng)能電池課件64薄膜太陽(yáng)能電池課件65薄膜太陽(yáng)能電池課件66薄膜太陽(yáng)能電池課件67薄膜太陽(yáng)能電池課件68薄膜太陽(yáng)能電池課件69薄膜太陽(yáng)能電池課件70薄膜太陽(yáng)能電池課件7126、要使整個(gè)人生都過(guò)得舒適、愉快，這是不可能的，因?yàn)槿祟?lèi)必須具備一種能應(yīng)付逆境的態(tài)度。——盧梭

27、只有把抱