《薄膜太阳电池技术及设备.》.pdf

薄膜太阳电池技术 沈 辉 刘勇 世界光伏产业和市场发展 能源和环境问题是近十几年来世界关注的焦点，为了实现 能源和环境的可持续发展，世界各国都将光伏发电作为发 展的重点。在各国政府的大力支持下，光伏产业发展迅， 最近10年太阳电池及组件生产的年平均增长率达到33%， 最近5年的年平均增长率达到43 ％. 07 年全球光伏系统装置 容量达2,826MW，较06 年大增62%. 世界光伏产业和市场发展的另一个突出特点是：光伏发电 在能源中的替代功能愈来愈大，主要表现在并网发电的应 用比例增加非常快，并成为光伏发电的主导市场（其他应 用包括通讯和信号、特殊商业和工业应用，农村离网应用、 消费品和大型独立电站等），如图6所示。 各种电池技术的市场份额 晶体硅电池技术持续进步， 薄膜电池技术快速发展.图 9 是2006年各种电池技术 的市场份额，其中多晶体 硅46.5%，单晶体硅43.4%， 带硅电池2.6%，薄膜电池 约7.6%。多晶体硅电池自 1998年开始超过单晶体硅 后一直持续增长，各种 薄膜电池市场份额近年来 也在稳定增长，反映出技 术进步的推动力量。 晶体硅光伏电池 晶体硅仍是当前太阳能光伏电池的主流。虽然从技术 上讲，晶体硅并不是最佳材料，是间接带隙半导体，但它易 于获取，适用的技术与电子工业相同。晶体硅电池大规模生 产可获得20 ％的转换效率。除效率外，电池的厚度也很重 要。薄的硅片意味着较少的硅材料消耗，从而降低成本。硅 片的平均厚度已从2003年的0.23mm减小到2007年的 0.18mm 。预计到2010年，硅片厚度将减小到0.15mm 。理 论上硅片最多可减小到0.1mm. 薄膜太陽電池的種類 非晶矽(Amorphus Silicon, a-Si) 微晶矽(Nanocrystalline Silicon，nc-Si，or Microcrystalline Silicon，uc-Si) CIS/CIGS(銅銦硒化物) CdTe(碲化鎘) GaAs Multijuction(多结面砷化鎵) 多晶硅薄膜 染料敏化太阳电池(Dye-Sensitized Solar Cell) 有機太阳电池(Organic/polymer solar cells) •第三代光伏太阳电池的提出 薄膜太阳电池发展概述 1999-2004各类太阳电池产量百分比对比： 薄膜太阳电池没有发展机会?! 1999 2000 2001 2002 2003 2004 Mono-Si 40.8 37.4 34.6 36.4 32.2 36.2 Poly-Si 42.1 48.2 50.2 51.6 57.2 54.7 Si-sheets 4.1 4.3 5.6 4.6 4.4 3.3 a-Si 12.3 9.6 8.9 6.4 4.5 4.4 CdTe 0.5 0.3 0.5 0.7 1.1 1.1 CIS 0.2 0.2 0.2 0.2 0.6 0.4 05年后薄膜太阳能电池产量增速持续超越整体产业增速 07 年薄膜太阳能电池产量(包括a-Si、μc-Si、CdTe、CIGS等技术)增速 持续超越整体产业，07 年薄膜太阳能电池产量达到400MW，较06 年的 181MW 大幅增长了120%，07 年薄膜太阳能电池市占率由06 年的8.2% 提升至07年的12%，在上游硅料供应持续吃紧下，薄膜太阳能电池透过 电池转换效率进一步提升以及大面积生产的成本优势，其市占率有进一 步提升空间，EPIA 预估2010 年薄膜太阳能电池市占率有机会上看20% 。