薄膜太阳能发展趋势.pptVIP

* * 非晶硅(a-Si)薄膜太阳能电池顾名思义是利用非晶硅(a-Si)来吸收太阳光。a-Si 是Si-H(约10％)的一种合金。1976年－RCA实验室－D.Carlson和 C.Wronski ，最初的效率小于1% 和晶硅相比。优点是。缺点是。 * * * * Wuerth（伍尔特） * * * 薄膜太阳电池发展趋势The Current Technology and Future Trends of Thin Film Solar Cells 李云博士 (Dr. Yun Li) 2010年10月31日 提纲（Outline） 引言 (Introduction) 薄膜太阳电池 (Thin film PV cell) 硅基薄膜电池 (Si-based thin film PV cell) 化合物半导体薄膜电池 (Compound thin film PV cell) 染料敏化TiO2电池 (Dye sensitized PV cell) 有机电池 (Organic thin film PV cell) 薄膜太阳能电池的发展趋势 (Future trends) 发展光伏产业的历史机遇-必要性 伏产业的历史机遇 – 必要性 能源：人类发展的根本需求 保护地球环境、维护全球气候稳定- 刻不容缓 世界和平 近年原油价格趋势图 2050年，全球每年共需约800兆兆兆焦耳再生能源，才能稳定大气中CO2浓度，太阳能是地球上唯一能满足这种规模要求的可再生能源。 地球上几乎所有地方都能使用太阳能 约1%面积使用太阳能，即可满足发达国家的全部能源需求 目前年使用量 实际潜力 理论潜力 水电 9 50 147 生物能源 50 276 2000 太阳能 0.1 1575 3900000 风能 0.12 640 6000 单位：兆兆兆焦耳。目前全球能源年总需求约为400兆兆兆焦耳。 太阳能:唯一的兆兆瓦量级再生能源 发展光伏产业的历史机遇-巨大规模 2050年，太阳能在能源结构中将占到25%以上 总产值将达到100万亿元（人民币） 光伏电池在中国 4个火力发电机组就可达2.4GW 三峡26台发电机组，总发电功率20GW 2010年中国发电装机容量将达到580?GW左右，其中火电380?GW 光伏发电每度电平均成本为2元人民币，水电及煤电每度却只需要0.2元~0.3元。 两头在外，污染严重 2009年世界 2009年中国 首次突破10 GW 光伏电池产量4.3 GW 产能过剩论 晶体硅技术 多晶硅 目前晶体硅光伏电池占整个光伏市场份额约85% 光伏电池的分类 薄膜技术 有机薄膜 染料敏化 非晶硅 碲化镉 铜铟镓硒 非晶单节 非晶微晶叠层 非晶锗硅叠层 新型概念 单晶硅 薄膜光伏电池发展迅猛 停留在研究室阶段 多晶硅太阳电池 环境污染大,副产品——四氯化硅是高毒物质 用改良西门子法生产多晶硅，目前国外领先企业的综合电耗在150千瓦时/千克以下，而我国部分企业由于工艺水平相对落后，综合电耗达到200-300千瓦时/千克。“38号文”提出：“到2011年前，淘汰综合电耗大于200千瓦时/千克的多晶硅产能。太阳能级多晶硅还原电耗小于60千瓦时/千克” (美元/公斤） 我国多晶硅产能超过3万吨, 2009年9月国务院发布了“国发[2009]38号文件(以下简称“38号文”)风电设备、多晶硅等新兴产业则被定性为“出现了重复建设倾向” 硅材料 硅片 光伏电池片 光伏电池组件 原材料 生产 薄膜电池组件 晶体硅制造过程中能耗较高，排放较大 薄膜电池产业链较短，用材少，能耗低、无排放，制造成本很低 薄膜电池的前景-薄膜与晶硅电池产业链比较 晶 硅 电 池 薄 膜 电 池 薄膜电池的前景 -更早达到电网等价点的技术 高效薄膜太阳能技术将提供更低的发电成本，早于晶体硅达到电网等价点，从而掀起光伏发电的革命 转化效率，非晶为5-6%，非晶微晶为8.5%-10% 在产品商业化方面，是最成熟的技术 没有原材料供应的发展瓶颈，主要原料为玻璃和硅烷气体 具有最成熟、最具规模化的生产设备 量产转换率 10% 镉具有毒性 一些主流市场较难进入（屋顶系统） 碲产量较少，将会成为瓶颈 没有工业化的生产设备 量产转化效率10%以上 需要突破一些关键技术才能达到批量生产水平 铟的短缺可能会成为该技术发展的瓶颈 不具备成形的大规模生产设备 硅基薄膜 碲化镉 铜铟镓硒 三种主要薄膜电池技术的比较 a-Si 是Si-H(约10％)的一种合金。1976年－RCA实验室－D.Carlson和 C.Wronski ，最初的效率小于1% 非晶硅(a-Si)薄膜太阳能电池 资源丰富，环境安全 直接能带，光的吸收系数高，活性层只需要1?m厚，省材料 沉积温度低