薄膜太陽(yáng)能電池課件

薄膜太陽(yáng)能電池主講人：葉勇薄膜太陽(yáng)能電池主講人：葉勇1背景介紹存儲(chǔ)量有限不可再生能源產(chǎn)物對(duì)環(huán)境造成影響不安全可再生清潔無(wú)污染安全可靠石油煤炭天然氣太陽(yáng)能風(fēng)能潮汐能地?zé)崮芩鼙尘敖榻B存儲(chǔ)量有限不可再生能源產(chǎn)物對(duì)環(huán)境造成影響不安全可2大規(guī)模利用太陽(yáng)能的重要性能源危機(jī)環(huán)境、全球氣候惡化世界上還有很多無(wú)電地區(qū)大規(guī)模利用太陽(yáng)能的重要性能源危機(jī)環(huán)境、全球氣候惡化世界上還有3目前年使用量實(shí)際潛力理論潛力水電950147生物能源50>2762000太陽(yáng)能0.1>能0.126406000單位：千兆兆焦耳。目前全球能源年總需求約為400千兆兆焦耳。太陽(yáng)能：唯一的兆兆瓦量級(jí)再生能源！2050年全球每年共需約800千兆兆焦耳再生能源才能穩(wěn)定大氣中CO2濃度，太陽(yáng)能是地球上唯一能滿(mǎn)足這種規(guī)模要求的再生能源地球上幾乎所有地方都能使用太陽(yáng)能約1%面積使用太陽(yáng)能，即可滿(mǎn)足發(fā)達(dá)國(guó)家的全部能源需求目前年使用量實(shí)際潛力理論潛力水電950147生物能源50>24薄膜電池產(chǎn)業(yè)化-成本預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)源-德意志銀行薄膜電池產(chǎn)業(yè)化-成本預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)源-德意志銀行5大規(guī)模利用太陽(yáng)能的瓶頸–

成本

成本目前約是常規(guī)電價(jià)的3-5倍一旦接近電網(wǎng)等價(jià)點(diǎn)（GridParity），市場(chǎng)將呈爆發(fā)性增長(zhǎng)解決方法技術(shù)進(jìn)步規(guī)?；a(chǎn)

效率效率越高，成本越低效率越高，占地面積越?。ㄕ嫉貙?duì)某些應(yīng)用并非真正瓶頸）效率接近10%是規(guī)?；l(fā)展的基本條件大規(guī)模利用太陽(yáng)能的瓶頸–成本成本解決方法技術(shù)進(jìn)步6太陽(yáng)能電池原理光生伏特效應(yīng)當(dāng)光照射在p-n結(jié)上時(shí)，光子會(huì)產(chǎn)生電子-空穴對(duì)。在偶電層內(nèi)強(qiáng)電場(chǎng)的作用下，電子將移到n型中，而空穴則移到p型中。從而使p-n結(jié)兩邊分別帶上正、負(fù)電荷。這樣p-n結(jié)就相當(dāng)于一個(gè)電池。由光照射，是p-n結(jié)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱(chēng)光生伏特效應(yīng)。利用太陽(yáng)光照射p-n結(jié)產(chǎn)生電池的裝置叫太陽(yáng)能電池太陽(yáng)能電池原理光生伏特效應(yīng)7太陽(yáng)能電池的原理太陽(yáng)能電池的原理81954年美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室制造出

第一塊商用太陽(yáng)能電池

1954年

2009年世界人口27億67億5千萬(wàn)+2.5倍石油價(jià)格2.8美元/桶81.6美元/桶+29倍汽車(chē)數(shù)量5千萬(wàn)輛2億7千萬(wàn)輛+5.4倍1954年美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室制造出

第一塊商用太陽(yáng)能電池9開(kāi)發(fā)多樣化的能源資源

來(lái)滿(mǎn)足不斷成長(zhǎng)的能源需求開(kāi)發(fā)多樣化的能源資源

來(lái)滿(mǎn)足不斷成長(zhǎng)的能源需求1011薄膜太陽(yáng)電池分類(lèi)硅基薄膜太陽(yáng)電池的發(fā)展薄膜電池的光照性能衰退現(xiàn)象電池光電轉(zhuǎn)換效率的計(jì)算電池片的應(yīng)用一、太陽(yáng)能電池分類(lèi)匯總11薄膜太陽(yáng)電池分類(lèi)一、太陽(yáng)能電池分類(lèi)匯總11薄膜太陽(yáng)電池簡(jiǎn)介硅薄膜

碲鎘系(CdTe)染料薄膜和有機(jī)薄膜(TiO2)非晶,非晶/微晶(a-Si,a-Si/c-Si)FirstSolar，USUnitedSolar(~8%),EPV(5~6%)USSharp(8~10%)JapanLG,周星(~9.6%)韓國(guó)銅銦系(CIS,CIGS)化合物薄膜正泰(~9.0%),天威(6`7%),新奧(8~8.5%),金太陽(yáng)(~8%%),尚德(6`7%),百世德(8~8.5%)中國(guó)LeyboldOptics(~9.5%)GermanJSTGerman山東孚日股份中國(guó)薄膜太陽(yáng)電池簡(jiǎn)介硅薄膜碲鎘系(CdTe)12第二代：薄膜半導(dǎo)體轉(zhuǎn)換效率(%)成本($/m2)第一代：?jiǎn)尉Ч瓒嗑Ч杞z帶硅

薄膜太陽(yáng)能電池–

打破成本瓶頸第二代：轉(zhuǎn)換效率(%)成本($/m2)第一代：薄膜太陽(yáng)能電池13電池厚度（微米）光吸收薄膜電池–

材料用量?jī)H為百分之一！

硅片在晶體硅電池組件成本中約占65%-90%簿膜半導(dǎo)體材料只需晶體硅1%厚度即可幾乎全部吸收太陽(yáng)輻射能，

從而大量節(jié)省原料電池厚度（微米）光吸收薄膜電池–材料用量?jī)H為百分之一！14薄膜電池產(chǎn)業(yè)化–

幾種技術(shù)的比較中低高薄膜電池產(chǎn)業(yè)化–幾種技術(shù)的比較中高15薄膜電池產(chǎn)業(yè)化–

可能遇到的問(wèn)題薄膜太陽(yáng)能電池發(fā)電成本有望最終達(dá)到6-9美分/KWh使光伏發(fā)電為解決世界能源、環(huán)境問(wèn)題作出實(shí)質(zhì)性貢獻(xiàn)能否把握機(jī)遇，實(shí)現(xiàn)薄膜電池產(chǎn)業(yè)化是關(guān)鍵!晶硅/微晶硅碲化鎘銅銦鎵硒效率較低產(chǎn)業(yè)化尚需

時(shí)間短期硅可能短缺鎘的毒性問(wèn)題某些市場(chǎng)較難進(jìn)入（如家用

系統(tǒng)）碲產(chǎn)量較少，價(jià)格可能上漲產(chǎn)業(yè)化尚需較長(zhǎng)時(shí)間銦儲(chǔ)量限，價(jià)格可能大幅上漲薄膜電池產(chǎn)業(yè)化–可能遇到的問(wèn)題薄膜太陽(yáng)能電池發(fā)電成本有162007年445MW2008年988.8MW2006年370MW增長(zhǎng)120%增長(zhǎng)122%2009年19.8%占太陽(yáng)能電池的發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)高度重視太陽(yáng)能電池技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，與國(guó)際先進(jìn)水平差距逐步縮小，積極有序地發(fā)展。截至2008年底，我國(guó)已建成并投產(chǎn)的14家薄膜太陽(yáng)能電池企業(yè)的產(chǎn)能約達(dá)125.9MW，年產(chǎn)量約為46MW。截止2009年底，已開(kāi)工建設(shè)和已開(kāi)展前期工作宣布建設(shè)的薄膜太陽(yáng)能電池項(xiàng)目將近40個(gè)，按其規(guī)劃，2014年前全部建成后的產(chǎn)能將高達(dá)約4000MW。2007年445MW2008年988.8MW2006年3717薄膜太陽(yáng)能電池目前薄膜太陽(yáng)能電池按材料可分為硅薄膜型、化合物半導(dǎo)體薄膜型和有機(jī)薄膜型?；衔锇雽?dǎo)體薄膜型又分為非結(jié)晶型和磷化鋅等。以硅為主的太陽(yáng)能電池從1954年第一塊單晶硅太陽(yáng)電池開(kāi)始,已經(jīng)獲得了極大的發(fā)展和演化。第一代單晶硅太陽(yáng)能電池雖然效率高,但制備所需的高純硅工藝復(fù)雜且成本較高。薄膜太陽(yáng)能電池目前薄膜太陽(yáng)能電池按材料可分18薄膜太陽(yáng)能電池的特色

1.相同遮蔽面積下功率損失較小(弱光情況下的發(fā)電性佳)2.沒(méi)有內(nèi)部電路短路問(wèn)題3.照度相同下?lián)p失的功率較晶圓太陽(yáng)能電池少4.有較佳的功率溫度系數(shù)5.較高的累積發(fā)電量6.只需少量的原料,成本低7.較佳的光傳輸8.厚度較傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池薄9.材料供應(yīng)來(lái)源廣10.可與建材整合性運(yùn)用薄膜太陽(yáng)能電池的特色

1.相同遮蔽面積下功率損失較小(弱光情19BestSOLARConfidential硅基薄膜電池優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):耗材少:硅薄膜太陽(yáng)電池的厚度在2μm左右其厚度只有晶硅電池的1%能耗低:硅薄膜電池制備工藝200OC左右，而晶體硅核心工藝需要1000OC無(wú)毒，無(wú)污染

更多的發(fā)電量

a.良好的弱光性:使得在陰雨天比晶體硅電池有多10%左右的發(fā)電量

b.高溫性能好:溫度系數(shù)低,使得薄膜電池在高溫工作狀況下同樣有比晶體硅電池高的發(fā)電量美觀、大方

電池組件的顏色與建筑物的顏色比較容易匹配，美化室內(nèi)外環(huán)境，加上精細(xì)、整齊的激光切割線，使建筑物更加美觀、大方，更有魅力。

應(yīng)用穩(wěn)定性更好由于非晶硅太陽(yáng)電池的電流密度較小,熱斑效應(yīng)不明顯，所以，使用起來(lái)更加方便、可靠。

能源回收期短

成本低且下降空間大

BestSOLARConfidential硅基薄膜電池優(yōu)缺20缺點(diǎn)前期資金投資大光致衰退(S-w效應(yīng))效率偏低設(shè)備、原材料國(guó)產(chǎn)化減薄非晶硅層,改善光衰疊層電池如非晶硅/微晶硅,改善光衰,提高效率改善各層材料間界面性能，提高功率新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、新材料、新工藝解決方案缺點(diǎn)設(shè)備、原材料國(guó)產(chǎn)化解決方案21非晶硅的光照衰退(Staebler-Wronski效應(yīng))光致衰退現(xiàn)象：非晶硅電池在強(qiáng)光下照射數(shù)小時(shí)，電性能下降并逐漸趨于穩(wěn)定；若樣品在160℃下退火，電學(xué)性能可恢復(fù)原值(S-W效應(yīng))非晶硅制造過(guò)程中Si-Si弱鍵的作用非晶硅的光照衰退(Staebler-Wronski效應(yīng))光致22231975年Spear等在非晶氫硅中實(shí)現(xiàn)可控?fù)诫s，1976年美國(guó)RCA實(shí)驗(yàn)室制成了世界上第一個(gè)非晶硅太陽(yáng)電池效率2.4%1980年日本三洋電器公司利用非晶硅太陽(yáng)電池制成袖珍計(jì)算器；1988年與建筑材料相結(jié)合的非晶硅太陽(yáng)能電池投入應(yīng)硅基薄膜太陽(yáng)電池的發(fā)展HistoryToday產(chǎn)業(yè)化:非晶硅/微晶硅疊層電池

231975年Spear等在非晶氫硅中實(shí)現(xiàn)可控?fù)诫s，硅基薄膜23薄膜太陽(yáng)能電池技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀薄膜太陽(yáng)能電池技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀24晶硅電池與CdTe薄膜電池對(duì)比晶硅電池：技術(shù)陳舊，1954年高能耗，高碳排放量電池材料厚度100-300μm成品率低：40%生產(chǎn)過(guò)程幾小時(shí)左右透光性差市場(chǎng)份額遞減（2015，歐盟停用）成本：1.6美元/WCdTe薄膜電池：2003年低能耗（濕法冶金）0.8-3μm90%30-45mins透光性好市場(chǎng)份額激增（特別是中國(guó)）成本：0.87美元/W晶硅電池與CdTe薄膜電池對(duì)比晶硅電池：CdTe薄膜電池：25為使成本最低—研制薄膜太陽(yáng)能電池應(yīng)該對(duì)昂貴的半導(dǎo)體材料的消耗要少1%~10%（材料消耗少）應(yīng)該非常適合高度自動(dòng)化的生產(chǎn)過(guò)程（工藝成本低）應(yīng)該在產(chǎn)品達(dá)到生命周期后可以回收再用（額外收益大）為使成本最低—研制薄膜太陽(yáng)能電池應(yīng)該對(duì)昂貴的半導(dǎo)體材料的消耗26硅和薄膜太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)鏈比較硅和薄膜太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)鏈比較27最具廣泛應(yīng)用潛力的四種薄膜材料非晶Si多晶硅CIGS（CuInGaSe）碲化鎘（CdTe）最具廣泛應(yīng)用潛力的四種薄膜材料非晶Si28四種薄膜技術(shù)-1數(shù)據(jù)源：BP2002、WorldNuclearAssociation非晶硅(AmorphusSilicon,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層則由非晶系硅構(gòu)成。非晶硅的優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)于可見(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)于其他化合物半導(dǎo)體材料也便宜許多；不過(guò)缺點(diǎn)則有轉(zhuǎn)換效率低(約5~7%)，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)用于小功率的消費(fèi)性電子產(chǎn)品市場(chǎng)。不過(guò)在新一代的非晶硅多接面太陽(yáng)能電池已經(jīng)能夠大幅改善純非晶硅太陽(yáng)電池的缺點(diǎn)，轉(zhuǎn)換效率可提升到6~8%，使用壽命也獲得提升。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。四種薄膜技術(shù)-1數(shù)據(jù)源：BP2002、WorldNucl29非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池優(yōu)點(diǎn)：硅薄膜沉積溫度低，可直接沉積在普通基材上；適合生產(chǎn)大面積太陽(yáng)能電池，5.6平米左右；和晶硅太陽(yáng)能電池比節(jié)約原料。缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)換效率低；工藝成本太高，生產(chǎn)線造價(jià)1-1.2億美金。技術(shù)瓶頸：沉積速度慢；光誘導(dǎo)衰減問(wèn)題是大難題，目前無(wú)根本解決方法。非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池30非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池31與建筑相配合,建造太陽(yáng)能房非晶硅太陽(yáng)能電池可以制成半透明的，如作為建筑的一部分，白天既能發(fā)電又能使部分光線透過(guò)玻璃進(jìn)入室內(nèi)，為室內(nèi)提供十分柔和的照明(紫外線被濾掉)能擋風(fēng)雨，又能發(fā)電;美國(guó)，歐洲和日本的太陽(yáng)能電池廠家已生產(chǎn)這種非晶硅瓦。薄膜太陽(yáng)能電池課件32非晶硅薄膜電池生產(chǎn)

非晶硅薄膜電池生產(chǎn)33非晶硅薄膜厚度均勻性對(duì)其透射光譜的影響非晶硅薄膜是一種重要的光電材料，在廉價(jià)太陽(yáng)能電池、薄膜場(chǎng)效應(yīng)管和光敏器件中都有廣泛的應(yīng)用。通過(guò)測(cè)量透射光譜，人們可以獲得折射率、色散關(guān)系、膜厚以及光學(xué)能隙這些重要的光學(xué)參量。但在測(cè)量時(shí)，我們注意到樣品由于制備條件的限制，厚度難以保證理想均勻，而且考慮到光衍射、儀器靈敏度等方面的原因，采用的光欄或狹縫一般不會(huì)太細(xì)，有一定的照射面積。因此在分析薄膜的透射譜時(shí)，應(yīng)該顧及膜厚均勻性的影響。非晶硅薄膜厚度均勻性對(duì)其透射光譜的影響非晶硅薄膜是一種重要的34四種薄膜技術(shù)-2多晶硅薄膜太陽(yáng)電池是將多晶硅薄膜生長(zhǎng)在低成本的襯底材料上,用相對(duì)薄的晶體硅層作為太陽(yáng)電池的激活層,不僅保持了晶體硅太陽(yáng)電池的高性能和穩(wěn)定性,而且材料的用量大幅度下降,明顯地降低了電池成本。多晶硅薄膜太陽(yáng)電池的工作原理與其它太陽(yáng)電池一樣,是基于太陽(yáng)光與半導(dǎo)體材料的作用而形成光伏效應(yīng)。光與半導(dǎo)體的相互作用可以產(chǎn)生光生載流子。當(dāng)將所產(chǎn)生的電子-空穴對(duì)靠半導(dǎo)體內(nèi)形成的勢(shì)壘分開(kāi)到兩極時(shí),兩極間會(huì)產(chǎn)生電勢(shì),稱(chēng)為光生伏打效應(yīng),簡(jiǎn)稱(chēng)光伏效應(yīng)。四種薄膜技術(shù)-2多晶硅薄膜太陽(yáng)電池是將多35多晶硅(Poly-Si)薄膜太陽(yáng)能電池多晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)

多晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的制備工藝多晶硅(Poly-Si)薄膜太陽(yáng)能電池多晶硅薄膜太陽(yáng)能電池36多晶硅(Poly-Si)薄膜太陽(yáng)能電池制備多晶硅薄膜的工藝方法多晶硅薄膜是多晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的主體部分,薄膜質(zhì)量的好壞直接影響太陽(yáng)能電池性能的好壞。多晶硅薄膜制備工藝的主要區(qū)分點(diǎn)在其沉積溫度和沉積方式,因此不同的沉積溫度和沉積方式的控制直接影響薄膜的質(zhì)量,從而影響著多晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。主要的多晶硅薄膜的制備方法有:化學(xué)氣相沉積法(CVD)、再結(jié)晶法、液相外延法(LPE)、濺射沉積法和等離子噴涂(PSM)。多晶硅(Poly-Si)薄膜太陽(yáng)能電池制備多晶硅薄膜的工藝37多晶硅(Poly-Si)薄膜太陽(yáng)能電池多晶硅太陽(yáng)能電池對(duì)薄膜的基本要求：(1)多晶硅薄膜厚度為5μm～150μm;(2)增加光子吸收;(3)多晶硅薄膜的寬度至少是厚度的一倍;(4)少數(shù)載流子擴(kuò)散長(zhǎng)度至少是厚度一倍;(5)襯底必須具有機(jī)械支撐能力;(6)良好的背電極;(7)背表面進(jìn)行鈍化;(8)良好的晶粒界。多晶硅(Poly-Si)薄膜太陽(yáng)能電池38PECVD基本原理

等離子體增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積(PECVD)是在沉積室內(nèi)建立高壓電場(chǎng)，反應(yīng)氣體在一定氣壓和高壓電場(chǎng)的作用下，產(chǎn)生輝光放電,反應(yīng)氣體被激發(fā)成非?；顫姷姆肿樱?，離子和原子團(tuán)構(gòu)成的等離子體。正離子和電子在高壓電場(chǎng)的作用下，獲得足夠的能量，參與化學(xué)反應(yīng)，大大降低了沉積反應(yīng)溫度，加速了化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，提高了沉積速率。直流輝光氣體放電體系模型PECVD基本原理直流輝光氣體放電體系39等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法(PECVD）

PECVD系統(tǒng)有很多種類(lèi)型，其主要組成部件有：真空室組件、直流電源、基片水冷加熱臺(tái)、窗口及法蘭接口部件、工作氣路、抽氣機(jī)組（機(jī)械泵和分子泵）、閥門(mén)及管道、真空測(cè)量及電控系統(tǒng)。PECVD設(shè)備外觀圖等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法(PECVD）40PECVD制備多晶硅薄膜影響因素影響因素反應(yīng)起源襯底材料氫稀釋酸（硅烷濃度）襯底溫度反應(yīng)氣體壓強(qiáng)射頻功率PECVD制備多晶硅薄膜影響因素影響因素反應(yīng)起源襯底材料氫稀41多晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的前景展望隨著科技的發(fā)展與提高,通過(guò)改變實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)參數(shù)來(lái)獲得大顆粒、取向規(guī)則、低雜質(zhì)、低空隙率、少晶粒晶界、均勻且厚度可控的高質(zhì)量多晶硅薄膜,從而進(jìn)一步提高多晶硅薄膜太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)化效率,并進(jìn)一步降低其生產(chǎn)成本,使得多晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的發(fā)電能力及成本能夠與常規(guī)能源相競(jìng)爭(zhēng),進(jìn)而取代之。多晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的前景展望隨著科技的42四種薄膜技術(shù)-3CIS(CopperIndiumDiselenide)或是CIGS(CopperIndiumGalliumDiselenide)都屬于化合物半導(dǎo)體。這兩種材料的吸光(光譜)范圍很廣，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)準(zhǔn)環(huán)境測(cè)試下最高也已經(jīng)可達(dá)到19.5%，足以媲美單晶硅太陽(yáng)電池的最佳轉(zhuǎn)換效率。在大面積制程上，采用軟性塑料基板的最佳轉(zhuǎn)換效率也已經(jīng)達(dá)到14.1%。由于穩(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)之一。四種薄膜技術(shù)-3CIS(CopperIndiumDisele43銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池優(yōu)點(diǎn)：多晶異質(zhì)結(jié)薄膜太陽(yáng)能電池，反對(duì)的人少；4個(gè)元素安全環(huán)保，穩(wěn)定；目前實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)換效率高，19.9%（世界紀(jì)錄）。缺點(diǎn)：技術(shù)多樣，無(wú)標(biāo)準(zhǔn)工藝方法；4元化合物，工藝復(fù)雜，沉積速度慢；成本高。技術(shù)瓶頸：材料處理工藝問(wèn)題是大難題；大面積鍍膜的均勻度問(wèn)題，目前無(wú)很好解決方法。銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池44CIGS銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池CIGS銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池45薄膜太陽(yáng)能電池課件46四種薄膜技術(shù)-4CdTe同樣屬于化合物半導(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%，而使用不耐高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)于非晶硅材料。此外，CdTe是二元化合物，在薄膜制程上遠(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)，模塊化生產(chǎn)容易，因此容易應(yīng)用于大面積建材，目前已經(jīng)有商業(yè)化產(chǎn)品在市場(chǎng)營(yíng)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)管制的高污染性重金屬，因此此種材料技術(shù)未來(lái)發(fā)展前景仍有陰影存在。四種薄膜技術(shù)-4CdTe同樣屬于化合物半導(dǎo)體，電池轉(zhuǎn)換效率也47碲化鎘（CdTe）薄膜太陽(yáng)能電池優(yōu)點(diǎn)：第一種在工業(yè)規(guī)模上成本大大優(yōu)于所有其他材料的太陽(yáng)能電池技術(shù)，2010生產(chǎn)成本僅為0.80美元/W；和太陽(yáng)的光譜最一致，可吸收95%以上的陽(yáng)光；低能耗，無(wú)污染，生命周期結(jié)束后，可回收；強(qiáng)弱光均可發(fā)電，復(fù)雜環(huán)境條件下表現(xiàn)好；目前實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)換效率17.3%，目前工業(yè)化轉(zhuǎn)換效率11.4%。理論效率應(yīng)為28%。缺點(diǎn)：產(chǎn)品面世時(shí)間短，原材料特性認(rèn)識(shí)不充分問(wèn)題。技術(shù)瓶頸：研發(fā)出提高轉(zhuǎn)換效率的工藝方法。碲化鎘（CdTe）薄膜太陽(yáng)能電池48CdTe制備工藝（近空間升華法）CdTe制備工藝（近空間升華法）49近距升華法沉積設(shè)備示意圖碲化鎘太陽(yáng)能電池制作工藝近距升華法沉積設(shè)備示意圖碲化鎘太陽(yáng)能電池制作工藝50

近空間升華法是目前被用來(lái)生產(chǎn)高效率CdTe薄膜電池最主要的方法蒸發(fā)源是被置于一與襯底同面積的容器內(nèi)，襯底與源材料要盡量靠近放置，使得兩者之間的溫度差盡量小，從而使薄膜的生長(zhǎng)接近理想平衡狀態(tài)。使用化學(xué)計(jì)量準(zhǔn)確的源材料，也可以得到化學(xué)計(jì)量準(zhǔn)確的CdTe薄膜。一般襯底的溫度可以控制在450～600℃之間，而高品質(zhì)的薄膜可以在大約1um/min的速率沉積下得到。碲化鎘太陽(yáng)能電池制作工藝近空間升華法是目前被用來(lái)生產(chǎn)高效率CdTe薄51

碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池52實(shí)際工作環(huán)境下性能參數(shù)對(duì)比技術(shù)光照強(qiáng)度低高溫環(huán)境組件轉(zhuǎn)換率非晶硅++++-晶體硅--++碲化鎘++++平均值銅銦鎵硒--+

根據(jù)EUPD2009年調(diào)查報(bào)告實(shí)際工作環(huán)境下性能參數(shù)對(duì)比技術(shù)光照強(qiáng)度低高溫環(huán)境組件轉(zhuǎn)換率非53美國(guó)電網(wǎng)中的太陽(yáng)能電力成本比較目前，從經(jīng)濟(jì)效益上看，晶體硅太陽(yáng)能電力價(jià)格和傳統(tǒng)電網(wǎng)電力價(jià)格比，尚無(wú)競(jìng)爭(zhēng)力。碲化鎘有實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)電價(jià)的可能。美國(guó)電網(wǎng)平均電價(jià) 0.086美元/度美國(guó)備用電網(wǎng)平均電價(jià)0.22美元/度美國(guó)平均晶硅太陽(yáng)能電價(jià)0.27美元/度碲化鎘電站電價(jià)0.075美元/度美國(guó)能源部對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電的期待價(jià)格是： 0.10美元/度

美國(guó)電網(wǎng)中的太陽(yáng)能電力成本比較目前，從經(jīng)濟(jì)效益上看，晶體硅太54碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池是近期最好的技術(shù)節(jié)約原料和成本3mm(2009)和硅系材料厚度(100-300mm)相比;陽(yáng)光吸收指數(shù)最高:95%以上。材料的結(jié)構(gòu)和處理過(guò)程簡(jiǎn)單碲化鎘是2種材料的合成，比銅銦鎵硒4種元素合成簡(jiǎn)單。系統(tǒng)工作穩(wěn)定性好。已進(jìn)入大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池是近期最好的技術(shù)節(jié)約原料和成本55從產(chǎn)能，市值數(shù)據(jù)對(duì)比看資本市場(chǎng)的態(tài)度排名企業(yè)產(chǎn)能股價(jià)市值3無(wú)錫尚德(STP)590MW$10.921.96B7江西賽維（LDK）360MW$5.950.78B11保定英力(YGE)400MW$12.081.80B12南京中能(CSUN)390MW$3.850.17B14上海京澳(JASO)175MW$6.080.98B總計(jì)1915MW4.99B4FirstSolar484MW$133.2111.36B從產(chǎn)能，市值數(shù)據(jù)對(duì)比看資本市場(chǎng)的態(tài)度排名企業(yè)產(chǎn)能股價(jià)市值356美國(guó)過(guò)去3年中銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池

大規(guī)模的風(fēng)險(xiǎn)資金投入

Solyndra $6億美元 CMEA，Redpoint等

Nanosolar $5億美元 LarryPage

等Miasole $3億美元 KPCB，firelake等SoloPower $2.3億美元 Convexa等Sulfurcell $1.7億美元 Intel，masdar等

（全部是CIGS）美國(guó)過(guò)去3年中銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池

大規(guī)模的風(fēng)險(xiǎn)資金投入57BIPV市場(chǎng)應(yīng)用舉例BIPV市場(chǎng)應(yīng)用舉例58功能性薄膜太陽(yáng)能電站功能性薄膜太陽(yáng)能電站59集群式小型薄膜太陽(yáng)能電站集群式小型薄膜太陽(yáng)能電站60建筑一體化太陽(yáng)能幕墻建筑一體化太陽(yáng)能幕墻61停車(chē)場(chǎng)停車(chē)場(chǎng)62納斯達(dá)克大樓太陽(yáng)能幕墻納斯達(dá)克大樓太陽(yáng)能幕墻63幕墻式太陽(yáng)能電站幕墻式太陽(yáng)能電站64紐約旅館太陽(yáng)能光伏幕墻紐約旅館太陽(yáng)能光伏幕墻65分析碲化鎘太陽(yáng)能電池板結(jié)構(gòu)背電極P極-碲化鎘N極-硫化鎘導(dǎo)電氧化膜

基板玻璃光發(fā)生率基材玻璃占成本的53%，碲化鎘及輔助原料占成本的47%分析碲化鎘太陽(yáng)能電池板結(jié)構(gòu)背電極P極-碲化鎘N極-硫化鎘導(dǎo)電66碲化鎘組件擁有非常高的轉(zhuǎn)換率提升潛力中期目標(biāo)轉(zhuǎn)換率TimeLine20092013201511%12%15%當(dāng)前水平近期優(yōu)化18%未來(lái)預(yù)計(jì)2011鍍層優(yōu)化提升玻璃透光性持續(xù)的改進(jìn)優(yōu)化刻槽技術(shù)全新的電池和儲(chǔ)能裝置設(shè)計(jì)國(guó)際光伏技術(shù)提升路徑碲化鎘組件擁有非常高的轉(zhuǎn)換率提升潛力中期目標(biāo)轉(zhuǎn)換率Time67國(guó)際市場(chǎng)對(duì)未來(lái)碲化鎘電池尺寸要求碲化鎘技術(shù)可以適應(yīng)浮法玻璃尺寸優(yōu)化邊緣3.2mx6,0m未來(lái)1.2mx1.6m當(dāng)前0.6mx1.2m中試2015尺寸年200020102005國(guó)際市場(chǎng)對(duì)未來(lái)碲化鎘電池尺寸要求碲化鎘技術(shù)可以適應(yīng)浮法玻璃尺68中國(guó)的光伏建筑一體化市場(chǎng)的前景目前中國(guó)有大約500億平方米的建筑表面，如果我們能將10%的建筑面積轉(zhuǎn)化為光伏建筑一體化材料，將是250GW的市場(chǎng)（以目前世界產(chǎn)能需要生產(chǎn)20年）。如果只是將現(xiàn)有每年新建建筑的1%的外墻建筑面積轉(zhuǎn)化為光伏建筑一體化材料，將是2GW的市場(chǎng)。目前的光伏建筑一體化材料尚無(wú)國(guó)際和國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，誰(shuí)創(chuàng)造標(biāo)準(zhǔn)，誰(shuí)主導(dǎo)市場(chǎng)！中國(guó)的光伏建筑一體化市場(chǎng)的前景目前中國(guó)有大約500億平方米的69碲化鎘太陽(yáng)能電池發(fā)展的2個(gè)誤區(qū)誤區(qū)1：碲原料稀缺，無(wú)法保證碲化鎘太陽(yáng)能電池的不斷增產(chǎn)的需求。在過(guò)去，碲是以銅，鉛，鋅等礦山的伴生礦副產(chǎn)品形式，也就是礦渣，以及冶煉廠的陽(yáng)極泥等廢料的形式存在。碲化鎘太陽(yáng)能電池的不斷成長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，無(wú)法得到原料的保證。事實(shí)上中國(guó)四川發(fā)現(xiàn)了世界上唯一的，獨(dú)立存在的碲礦，目前已探明的儲(chǔ)藏量為2000多噸。已經(jīng)可供全球可用50年。碲化鎘電池每瓦用量為0.1克。（瑞士銀行的分析報(bào)告）碲化鎘太陽(yáng)能電池發(fā)展的2個(gè)誤區(qū)誤區(qū)1：碲原料稀缺，無(wú)法保證碲70薄膜太陽(yáng)能電池課件71鎘:是人體非必需元素，在自然界中常以化合物狀態(tài)存在，一般含量很低，正常環(huán)境狀態(tài)下，不會(huì)影響人體健康。鎘和鋅是同族元素，在自然界中鎘常與鋅、鉛共生。當(dāng)環(huán)境受到鎘污染后，鎘可在生物體內(nèi)富集，通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體引起慢性中毒。鎘被人體吸收后，在體內(nèi)形成鎘硫蛋白，選擇性地蓄積肝、腎中。其中，腎臟可吸收進(jìn)入體內(nèi)近1/3的鎘，是鎘中毒的“靶器官”。其它臟器如脾、胰、甲狀腺和毛發(fā)等也有一定量的蓄積。由于鎘損傷腎小管，病者出現(xiàn)糖尿、蛋白尿和氨基酸尿。特別具使骨骼的代謝受阻，造成骨質(zhì)疏松、萎縮、變形等一系列癥狀。鎘:是人體非必需元素，在自然界中常以化合物狀態(tài)存在，一般含72碲化鎘太陽(yáng)能電池的2個(gè)誤區(qū)誤區(qū)2：碲化鎘太陽(yáng)能電池在生產(chǎn)和使用過(guò)程中的萬(wàn)一有排放和污染，危害環(huán)境怎么辦？太陽(yáng)能級(jí)高純碲化鎘是由高純碲和鎘在高溫密閉的惰性氣體，還原性氣體和真空環(huán)境中反應(yīng)得到的。反應(yīng)容器為石英管，在這一反應(yīng)過(guò)程中，通過(guò)回收清洗液中的碲和鎘，回收使用過(guò)的碲化鎘太陽(yáng)能電池，可實(shí)現(xiàn)零排放。美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室做過(guò)碲化鎘高溫燃燒試驗(yàn)，溫度為760-1100度，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)每100萬(wàn)千瓦，釋放的鎘總量極限為0.01克。目前的火力發(fā)電廠排放的鎘大大高于碲化鎘電池。生產(chǎn)一節(jié)鎳鎘電池需用10克鎘，而峰值功率100瓦的一平米太陽(yáng)能電池，僅用7克鎘。每產(chǎn)生一度電，鎳鎘電池需消耗3265毫克金屬鎘，而碲化鎘太陽(yáng)能電池僅需1.3毫克。二者相差2000倍。碲化鎘不是單獨(dú)的鎘元素。碲化鎘是穩(wěn)定的。同鎘在其他方面的應(yīng)用相比，鎘在碲化鎘太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用是最安全和環(huán)保的，目前還沒(méi)有對(duì)環(huán)境有危害的報(bào)道。

碲化鎘太陽(yáng)能電池的2個(gè)誤區(qū)誤區(qū)2：碲化鎘太陽(yáng)能電池在生產(chǎn)和使73碲化鎘電池的政府支持碲化鎘太陽(yáng)能電池技術(shù)以他特有的優(yōu)勢(shì)，得到了多國(guó)政府支持。美國(guó)政府支持，開(kāi)放市場(chǎng)。多個(gè)發(fā)電廠。德國(guó)政府支持，歐盟獎(jiǎng)。多個(gè)建設(shè)項(xiàng)目。中國(guó)政府支持，建立世界最大的電站。日本政府支持，曾經(jīng)禁止，現(xiàn)在重建發(fā)電站。碲化鎘電池的政府支持碲化鎘太陽(yáng)能電池技術(shù)以他特有的優(yōu)勢(shì)，得到74FirstSolarFirstSolar公司是世界領(lǐng)先的太陽(yáng)能光伏模塊制造商之一，生產(chǎn)基地位于美國(guó)、馬來(lái)西亞和德國(guó)等地。至2009年，公司產(chǎn)能已超過(guò)1千兆瓦峰值（GWp）。與此同時(shí)，F(xiàn)irstSolar也是全球最重要的碲化鎘(CdTe)薄膜光伏模塊制造商。與傳統(tǒng)的晶硅技術(shù)相比，使用碲化鎘專(zhuān)利技術(shù)的太陽(yáng)能發(fā)電量更大，并擁有更低廉的生產(chǎn)成本。FirstSolar在業(yè)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)了每瓦成本低于一美元（85美分），并于2009年6月宣布：到2014年，公司會(huì)將每瓦的制造成本降至52-63美分。FirstSolarFirstSolar公司是世界領(lǐng)先的75FirstSolar公司的歷史經(jīng)驗(yàn)歷史變遷哈納德博士1948年代建立玻璃公司，研發(fā)生產(chǎn)鋼化玻璃和彎曲玻璃（電視機(jī)用玻璃）。結(jié)果遇到50年代美國(guó)汽車(chē)工業(yè)迅速發(fā)展，挖到第一桶金。69年成為世界第三大電視機(jī)和汽車(chē)玻璃生產(chǎn)商。哈納德博士1971年建立GT玻璃技術(shù)公司專(zhuān)門(mén)做汽車(chē)鋼化玻璃。哈納德博士1984年建立GT太陽(yáng)能公司生產(chǎn)薄膜太陽(yáng)能電池。先做硅薄膜，后來(lái)放棄，87年把GT玻璃公司賣(mài)了一億美金，專(zhuān)心做碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池。由于幾次瀕臨破產(chǎn)，99年

沃爾瑪.約翰沃頓投資4000萬(wàn)美金。改名FirstSolar。2006年12月上市，2009年成為世界第一大薄膜太陽(yáng)能電池生產(chǎn)商。FirstSolar公司的歷史經(jīng)驗(yàn)歷史變遷76四方面因素幫助FirstSolar成功1.技術(shù)和人才積累雖然第一太陽(yáng)能99年成立，但技術(shù)貯備從50年代就開(kāi)始了，嘗試過(guò)多種技術(shù)方法，還是玻璃制造業(yè)的專(zhuān)家。2.耐心的投資人沃頓于99年投入4000萬(wàn)美金。和公司一起渡過(guò)頭幾年的艱難歲月。沒(méi)有像普通風(fēng)投3-5年必須套現(xiàn)，而是堅(jiān)持開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)，公司于2006年12月上市。目前公司市值128億美金（320倍回報(bào)）。四方面因素幫助FirstSolar成功1.技術(shù)和人才773.獨(dú)特的開(kāi)發(fā)思路公司開(kāi)發(fā)的工藝和方法，適合于大規(guī)模量產(chǎn)。不求轉(zhuǎn)化率最高，但求最有競(jìng)爭(zhēng)力。先占領(lǐng)市場(chǎng)，再不斷提高。工廠以快速?gòu)?fù)制為主。4.堅(jiān)持鎘元素有毒，但碲化鎘無(wú)毒。碲資源當(dāng)時(shí)稀缺，但現(xiàn)在不稀缺，大部分企業(yè)沒(méi)有信心。但FirstSolar堅(jiān)持不斷改進(jìn)工藝，減低耗材，并創(chuàng)立產(chǎn)品用后回收制度。即讓用戶(hù)放心碲化鎘的排放問(wèn)題，又得到碲原料再利用的額外收益。3.獨(dú)特的開(kāi)發(fā)思路78碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)化的意義減低碳排放，將低層次過(guò)剩產(chǎn)能改造成高效導(dǎo)電玻璃生產(chǎn)基地，為全世界的太陽(yáng)能電池行業(yè)提供基材，利用中國(guó)獨(dú)有的碲原料優(yōu)勢(shì)，成為世界碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池的領(lǐng)導(dǎo)者。為人類(lèi)造福。開(kāi)發(fā)符合發(fā)展我國(guó)具有獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，從而使我國(guó)碲化鎘薄膜太陽(yáng)電池產(chǎn)業(yè)快速步入世界先進(jìn)行列。領(lǐng)導(dǎo)并建立中國(guó)國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，占領(lǐng)產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)。開(kāi)發(fā)符合我國(guó)實(shí)際和現(xiàn)實(shí)需求的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成套工藝技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備制造技術(shù)，快速擴(kuò)大市場(chǎng)。將我國(guó)的重金屬污染的劣勢(shì)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，解決礦山，電解廠，冶煉廠的廢料回收和污染問(wèn)題。碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)化的意義減低碳排放，將低層次過(guò)剩產(chǎn)能79

更低的成本

薄膜太陽(yáng)能電池的未來(lái)TJCost:-40%更低的成本薄膜太陽(yáng)能電池的未來(lái)TJCost:-4080中國(guó)政府態(tài)度FirstSolar將在內(nèi)蒙古建設(shè)世界最大的2000MWCdTe太陽(yáng)能發(fā)電站（2009.11）中國(guó)政府態(tài)度FirstSolar將在內(nèi)蒙古建設(shè)世界最大的281薄膜太陽(yáng)能電池課件82薄膜太陽(yáng)能電池主講人：葉勇薄膜太陽(yáng)能電池主講人：葉勇83背景介紹存儲(chǔ)量有限不可再生能源產(chǎn)物對(duì)環(huán)境造成影響不安全可再生清潔無(wú)污染安全可靠石油煤炭天然氣太陽(yáng)能風(fēng)能潮汐能地?zé)崮芩鼙尘敖榻B存儲(chǔ)量有限不可再生能源產(chǎn)物對(duì)環(huán)境造成影響不安全可84大規(guī)模利用太陽(yáng)能的重要性能源危機(jī)環(huán)境、全球氣候惡化世界上還有很多無(wú)電地區(qū)大規(guī)模利用太陽(yáng)能的重要性能源危機(jī)環(huán)境、全球氣候惡化世界上還有85目前年使用量實(shí)際潛力理論潛力水電950147生物能源50>2762000太陽(yáng)能0.1>能0.126406000單位：千兆兆焦耳。目前全球能源年總需求約為400千兆兆焦耳。太陽(yáng)能：唯一的兆兆瓦量級(jí)再生能源！2050年全球每年共需約800千兆兆焦耳再生能源才能穩(wěn)定大氣中CO2濃度，太陽(yáng)能是地球上唯一能滿(mǎn)足這種規(guī)模要求的再生能源地球上幾乎所有地方都能使用太陽(yáng)能約1%面積使用太陽(yáng)能，即可滿(mǎn)足發(fā)達(dá)國(guó)家的全部能源需求目前年使用量實(shí)際潛力理論潛力水電950147生物能源50>286薄膜電池產(chǎn)業(yè)化-成本預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)源-德意志銀行薄膜電池產(chǎn)業(yè)化-成本預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)源-德意志銀行87大規(guī)模利用太陽(yáng)能的瓶頸–

成本

成本目前約是常規(guī)電價(jià)的3-5倍一旦接近電網(wǎng)等價(jià)點(diǎn)（GridParity），市場(chǎng)將呈爆發(fā)性增長(zhǎng)解決方法技術(shù)進(jìn)步規(guī)?；a(chǎn)

效率效率越高，成本越低效率越高，占地面積越?。ㄕ嫉貙?duì)某些應(yīng)用并非真正瓶頸）效率接近10%是規(guī)?；l(fā)展的基本條件大規(guī)模利用太陽(yáng)能的瓶頸–成本成本解決方法技術(shù)進(jìn)步88太陽(yáng)能電池原理光生伏特效應(yīng)當(dāng)光照射在p-n結(jié)上時(shí)，光子會(huì)產(chǎn)生電子-空穴對(duì)。在偶電層內(nèi)強(qiáng)電場(chǎng)的作用下，電子將移到n型中，而空穴則移到p型中。從而使p-n結(jié)兩邊分別帶上正、負(fù)電荷。這樣p-n結(jié)就相當(dāng)于一個(gè)電池。由光照射，是p-n結(jié)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱(chēng)光生伏特效應(yīng)。利用太陽(yáng)光照射p-n結(jié)產(chǎn)生電池的裝置叫太陽(yáng)能電池太陽(yáng)能電池原理光生伏特效應(yīng)89太陽(yáng)能電池的原理太陽(yáng)能電池的原理901954年美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室制造出

第一塊商用太陽(yáng)能電池

1954年

2009年世界人口27億67億5千萬(wàn)+2.5倍石油價(jià)格2.8美元/桶81.6美元/桶+29倍汽車(chē)數(shù)量5千萬(wàn)輛2億7千萬(wàn)輛+5.4倍1954年美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室制造出

第一塊商用太陽(yáng)能電池91開(kāi)發(fā)多樣化的能源資源

來(lái)滿(mǎn)足不斷成長(zhǎng)的能源需求開(kāi)發(fā)多樣化的能源資源

來(lái)滿(mǎn)足不斷成長(zhǎng)的能源需求9293薄膜太陽(yáng)電池分類(lèi)硅基薄膜太陽(yáng)電池的發(fā)展薄膜電池的光照性能衰退現(xiàn)象電池光電轉(zhuǎn)換效率的計(jì)算電池片的應(yīng)用一、太陽(yáng)能電池分類(lèi)匯總11薄膜太陽(yáng)電池分類(lèi)一、太陽(yáng)能電池分類(lèi)匯總93薄膜太陽(yáng)電池簡(jiǎn)介硅薄膜

碲鎘系(CdTe)染料薄膜和有機(jī)薄膜(TiO2)非晶,非晶/微晶(a-Si,a-Si/c-Si)FirstSolar，USUnitedSolar(~8%),EPV(5~6%)USSharp(8~10%)JapanLG,周星(~9.6%)韓國(guó)銅銦系(CIS,CIGS)化合物薄膜正泰(~9.0%),天威(6`7%),新奧(8~8.5%),金太陽(yáng)(~8%%),尚德(6`7%),百世德(8~8.5%)中國(guó)LeyboldOptics(~9.5%)GermanJSTGerman山東孚日股份中國(guó)薄膜太陽(yáng)電池簡(jiǎn)介硅薄膜碲鎘系(CdTe)94第二代：薄膜半導(dǎo)體轉(zhuǎn)換效率(%)成本($/m2)第一代：?jiǎn)尉Ч瓒嗑Ч杞z帶硅

薄膜太陽(yáng)能電池–

打破成本瓶頸第二代：轉(zhuǎn)換效率(%)成本($/m2)第一代：薄膜太陽(yáng)能電池95電池厚度（微米）光吸收薄膜電池–

材料用量?jī)H為百分之一！

硅片在晶體硅電池組件成本中約占65%-90%簿膜半導(dǎo)體材料只需晶體硅1%厚度即可幾乎全部吸收太陽(yáng)輻射能，

從而大量節(jié)省原料電池厚度（微米）光吸收薄膜電池–材料用量?jī)H為百分之一！96薄膜電池產(chǎn)業(yè)化–

幾種技術(shù)的比較中低高薄膜電池產(chǎn)業(yè)化–幾種技術(shù)的比較中高97薄膜電池產(chǎn)業(yè)化–

可能遇到的問(wèn)題薄膜太陽(yáng)能電池發(fā)電成本有望最終達(dá)到6-9美分/KWh使光伏發(fā)電為解決世界能源、環(huán)境問(wèn)題作出實(shí)質(zhì)性貢獻(xiàn)能否把握機(jī)遇，實(shí)現(xiàn)薄膜電池產(chǎn)業(yè)化是關(guān)鍵!晶硅/微晶硅碲化鎘銅銦鎵硒效率較低產(chǎn)業(yè)化尚需

時(shí)間短期硅可能短缺鎘的毒性問(wèn)題某些市場(chǎng)較難進(jìn)入（如家用

系統(tǒng)）碲產(chǎn)量較少，價(jià)格可能上漲產(chǎn)業(yè)化尚需較長(zhǎng)時(shí)間銦儲(chǔ)量限，價(jià)格可能大幅上漲薄膜電池產(chǎn)業(yè)化–可能遇到的問(wèn)題薄膜太陽(yáng)能電池發(fā)電成本有982007年445MW2008年988.8MW2006年370MW增長(zhǎng)120%增長(zhǎng)122%2009年19.8%占太陽(yáng)能電池的發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)高度重視太陽(yáng)能電池技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，與國(guó)際先進(jìn)水平差距逐步縮小，積極有序地發(fā)展。截至2008年底，我國(guó)已建成并投產(chǎn)的14家薄膜太陽(yáng)能電池企業(yè)的產(chǎn)能約達(dá)125.9MW，年產(chǎn)量約為46MW。截止2009年底，已開(kāi)工建設(shè)和已開(kāi)展前期工作宣布建設(shè)的薄膜太陽(yáng)能電池項(xiàng)目將近40個(gè)，按其規(guī)劃，2014年前全部建成后的產(chǎn)能將高達(dá)約4000MW。2007年445MW2008年988.8MW2006年3799薄膜太陽(yáng)能電池目前薄膜太陽(yáng)能電池按材料可分為硅薄膜型、化合物半導(dǎo)體薄膜型和有機(jī)薄膜型?；衔锇雽?dǎo)體薄膜型又分為非結(jié)晶型和磷化鋅等。以硅為主的太陽(yáng)能電池從1954年第一塊單晶硅太陽(yáng)電池開(kāi)始,已經(jīng)獲得了極大的發(fā)展和演化。第一代單晶硅太陽(yáng)能電池雖然效率高,但制備所需的高純硅工藝復(fù)雜且成本較高。薄膜太陽(yáng)能電池目前薄膜太陽(yáng)能電池按材料可分100薄膜太陽(yáng)能電池的特色

1.相同遮蔽面積下功率損失較小(弱光情況下的發(fā)電性佳)2.沒(méi)有內(nèi)部電路短路問(wèn)題3.照度相同下?lián)p失的功率較晶圓太陽(yáng)能電池少4.有較佳的功率溫度系數(shù)5.較高的累積發(fā)電量6.只需少量的原料,成本低7.較佳的光傳輸8.厚度較傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池薄9.材料供應(yīng)來(lái)源廣10.可與建材整合性運(yùn)用薄膜太陽(yáng)能電池的特色

1.相同遮蔽面積下功率損失較小(弱光情101BestSOLARConfidential硅基薄膜電池優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):耗材少:硅薄膜太陽(yáng)電池的厚度在2μm左右其厚度只有晶硅電池的1%能耗低:硅薄膜電池制備工藝200OC左右，而晶體硅核心工藝需要1000OC無(wú)毒，無(wú)污染

更多的發(fā)電量

a.良好的弱光性:使得在陰雨天比晶體硅電池有多10%左右的發(fā)電量

b.高溫性能好:溫度系數(shù)低,使得薄膜電池在高溫工作狀況下同樣有比晶體硅電池高的發(fā)電量美觀、大方

電池組件的顏色與建筑物的顏色比較容易匹配，美化室內(nèi)外環(huán)境，加上精細(xì)、整齊的激光切割線，使建筑物更加美觀、大方，更有魅力。

應(yīng)用穩(wěn)定性更好由于非晶硅太陽(yáng)電池的電流密度較小,熱斑效應(yīng)不明顯，所以，使用起來(lái)更加方便、可靠。

能源回收期短

成本低且下降空間大

BestSOLARConfidential硅基薄膜電池優(yōu)缺102缺點(diǎn)前期資金投資大光致衰退(S-w效應(yīng))效率偏低設(shè)備、原材料國(guó)產(chǎn)化減薄非晶硅層,改善光衰疊層電池如非晶硅/微晶硅,改善光衰,提高效率改善各層材料間界面性能，提高功率新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、新材料、新工藝解決方案缺點(diǎn)設(shè)備、原材料國(guó)產(chǎn)化解決方案103非晶硅的光照衰退(Staebler-Wronski效應(yīng))光致衰退現(xiàn)象：非晶硅電池在強(qiáng)光下照射數(shù)小時(shí)，電性能下降并逐漸趨于穩(wěn)定；若樣品在160℃下退火，電學(xué)性能可恢復(fù)原值(S-W效應(yīng))非晶硅制造過(guò)程中Si-Si弱鍵的作用非晶硅的光照衰退(Staebler-Wronski效應(yīng))光致1041051975年Spear等在非晶氫硅中實(shí)現(xiàn)可控?fù)诫s，1976年美國(guó)RCA實(shí)驗(yàn)室制成了世界上第一個(gè)非晶硅太陽(yáng)電池效率2.4%1980年日本三洋電器公司利用非晶硅太陽(yáng)電池制成袖珍計(jì)算器；1988年與建筑材料相結(jié)合的非晶硅太陽(yáng)能電池投入應(yīng)硅基薄膜太陽(yáng)電池的發(fā)展HistoryToday產(chǎn)業(yè)化:非晶硅/微晶硅疊層電池

231975年Spear等在非晶氫硅中實(shí)現(xiàn)可控?fù)诫s，硅基薄膜105薄膜太陽(yáng)能電池技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀薄膜太陽(yáng)能電池技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀106晶硅電池與CdTe薄膜電池對(duì)比晶硅電池：技術(shù)陳舊，1954年高能耗，高碳排放量電池材料厚度100-300μm成品率低：40%生產(chǎn)過(guò)程幾小時(shí)左右透光性差市場(chǎng)份額遞減（2015，歐盟停用）成本：1.6美元/WCdTe薄膜電池：2003年低能耗（濕法冶金）0.8-3μm90%30-45mins透光性好市場(chǎng)份額激增（特別是中國(guó)）成本：0.87美元/W晶硅電池與CdTe薄膜電池對(duì)比晶硅電池：CdTe薄膜電池：107為使成本最低—研制薄膜太陽(yáng)能電池應(yīng)該對(duì)昂貴的半導(dǎo)體材料的消耗要少1%~10%（材料消耗少）應(yīng)該非常適合高度自動(dòng)化的生產(chǎn)過(guò)程（工藝成本低）應(yīng)該在產(chǎn)品達(dá)到生命周期后可以回收再用（額外收益大）為使成本最低—研制薄膜太陽(yáng)能電池應(yīng)該對(duì)昂貴的半導(dǎo)體材料的消耗108硅和薄膜太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)鏈比較硅和薄膜太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)鏈比較109最具廣泛應(yīng)用潛力的四種薄膜材料非晶Si多晶硅CIGS（CuInGaSe）碲化鎘（CdTe）最具廣泛應(yīng)用潛力的四種薄膜材料非晶Si110四種薄膜技術(shù)-1數(shù)據(jù)源：BP2002、WorldNuclearAssociation非晶硅(AmorphusSilicon,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層則由非晶系硅構(gòu)成。非晶硅的優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)于可見(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)于其他化合物半導(dǎo)體材料也便宜許多；不過(guò)缺點(diǎn)則有轉(zhuǎn)換效率低(約5~7%)，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)用于小功率的消費(fèi)性電子產(chǎn)品市場(chǎng)。不過(guò)在新一代的非晶硅多接面太陽(yáng)能電池已經(jīng)能夠大幅改善純非晶硅太陽(yáng)電池的缺點(diǎn)，轉(zhuǎn)換效率可提升到6~8%，使用壽命也獲得提升。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。四種薄膜技術(shù)-1數(shù)據(jù)源：BP2002、WorldNucl111非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池優(yōu)點(diǎn)：硅薄膜沉積溫度低，可直接沉積在普通基材上；適合生產(chǎn)大面積太陽(yáng)能電池，5.6平米左右；和晶硅太陽(yáng)能電池比節(jié)約原料。缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)換效率低；工藝成本太高，生產(chǎn)線造價(jià)1-1.2億美金。技術(shù)瓶頸：沉積速度慢；光誘導(dǎo)衰減問(wèn)題是大難題，目前無(wú)根本解決方法。非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池112非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池113與建筑相配合,建造太陽(yáng)能房非晶硅太陽(yáng)能電池可以制成半透明的，如作為建筑的一部分，白天既能發(fā)電又能使部分光線透過(guò)玻璃進(jìn)入室內(nèi)，為室內(nèi)提供十分柔和的照明(紫外線被濾掉)能擋風(fēng)雨，又能發(fā)電;美國(guó)，歐洲和日本的太陽(yáng)能電池廠家已生產(chǎn)這種非晶硅瓦。薄膜太陽(yáng)能電池課件114非晶硅薄膜電池生產(chǎn)

非晶硅薄膜電池生產(chǎn)115非晶硅薄膜厚度均勻性對(duì)其透射光譜的影響非晶硅薄膜是一種重要的光電材料，在廉價(jià)太陽(yáng)能電池、薄膜場(chǎng)效應(yīng)管和光敏器件中都有廣泛的應(yīng)用。通過(guò)測(cè)量透射光譜，人們可以獲得折射率、色散關(guān)系、膜厚以及光學(xué)能隙這些重要的光學(xué)參量。但在測(cè)量時(shí)，我們注意到樣品由于制備條件的限制，厚度難以保證理想均勻，而且考慮到光衍射、儀器靈敏度等方面的原因，采用的光欄或狹縫一般不會(huì)太細(xì)，有一定的照射面積。因此在分析薄膜的透射譜時(shí)，應(yīng)該顧及膜厚均勻性的影響。非晶硅薄膜厚度均勻性對(duì)其透射光譜的影響非晶硅薄膜是一種重要的116四種薄膜技術(shù)-2多晶硅薄膜太陽(yáng)電池是將多晶硅薄膜生長(zhǎng)在低成本的襯底材料上,用相對(duì)薄的晶體硅層作為太陽(yáng)電池的激活層,不僅保持了晶體硅太陽(yáng)電池的高性能和穩(wěn)定性,而且材料的用量大幅度下降,明顯地降低了電池成本。多晶硅薄膜太陽(yáng)電池的工作原理與其它太陽(yáng)電池一樣,是基于太陽(yáng)光與半導(dǎo)體材料的作用而形成光伏效應(yīng)。光與半導(dǎo)體的相互作用可以產(chǎn)生光生載流子。當(dāng)將所產(chǎn)生的電子-空穴對(duì)靠半導(dǎo)體內(nèi)形成的勢(shì)壘分開(kāi)到兩極時(shí),兩極間會(huì)產(chǎn)生電勢(shì),稱(chēng)為光生伏打效應(yīng),簡(jiǎn)稱(chēng)光伏效應(yīng)。四種薄膜技術(shù)-2多晶硅薄膜太陽(yáng)電池是將多117多晶硅(Poly-Si)薄膜太陽(yáng)能電池多晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)

多晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的制備工藝多晶硅(Poly-Si)薄膜太陽(yáng)能電池多晶硅薄膜太陽(yáng)能電池118多晶硅(Poly-Si)薄膜太陽(yáng)能電池制備多晶硅薄膜的工藝方法多晶硅薄膜是多晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的主體部分,薄膜質(zhì)量的好壞直接影響太陽(yáng)能電池性能的好壞。多晶硅薄膜制備工藝的主要區(qū)分點(diǎn)在其沉積溫度和沉積方式,因此不同的沉積溫度和沉積方式的控制直接影響薄膜的質(zhì)量,從而影響著多晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。主要的多晶硅薄膜的制備方法有:化學(xué)氣相沉積法(CVD)、再結(jié)晶法、液相外延法(LPE)、濺射沉積法和等離子噴涂(PSM)。多晶硅(Poly-Si)薄膜太陽(yáng)能電池制備多晶硅薄膜的工藝119多晶硅(Poly-Si)薄膜太陽(yáng)能電池多晶硅太陽(yáng)能電池對(duì)薄膜的基本要求：(1)多晶硅薄膜厚度為5μm～150μm;(2)增加光子吸收;(3)多晶硅薄膜的寬度至少是厚度的一倍;(4)少數(shù)載流子擴(kuò)散長(zhǎng)度至少是厚度一倍;(5)襯底必須具有機(jī)械支撐能力;(6)良好的背電極;(7)背表面進(jìn)行鈍化;(8)良好的晶粒界。多晶硅(Poly-Si)薄膜太陽(yáng)能電池120PECVD基本原理

等離子體增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積(PECVD)是在沉積室內(nèi)建立高壓電場(chǎng)，反應(yīng)氣體在一定氣壓和高壓電場(chǎng)的作用下，產(chǎn)生輝光放電,反應(yīng)氣體被激發(fā)成非?；顫姷姆肿?，原子，離子和原子團(tuán)構(gòu)成的等離子體。正離子和電子在高壓電場(chǎng)的作用下，獲得足夠的能量，參與化學(xué)反應(yīng)，大大降低了沉積反應(yīng)溫度，加速了化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，提高了沉積速率。直流輝光氣體放電體系模型PECVD基本原理直流輝光氣體放電體系121等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法(PECVD）

PECVD系統(tǒng)有很多種類(lèi)型，其主要組成部件有：真空室組件、直流電源、基片水冷加熱臺(tái)、窗口及法蘭接口部件、工作氣路、抽氣機(jī)組（機(jī)械泵和分子泵）、閥門(mén)及管道、真空測(cè)量及電控系統(tǒng)。PECVD設(shè)備外觀圖等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法(PECVD）122PECVD制備多晶硅薄膜影響因素影響因素反應(yīng)起源襯底材料氫稀釋酸（硅烷濃度）襯底溫度反應(yīng)氣體壓強(qiáng)射頻功率PECVD制備多晶硅薄膜影響因素影響因素反應(yīng)起源襯底材料氫稀123多晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的前景展望隨著科技的發(fā)展與提高,通過(guò)改變實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)參數(shù)來(lái)獲得大顆粒、取向規(guī)則、低雜質(zhì)、低空隙率、少晶粒晶界、均勻且厚度可控的高質(zhì)量多晶硅薄膜,從而進(jìn)一步提高多晶硅薄膜太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)化效率,并進(jìn)一步降低其生產(chǎn)成本,使得多晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的發(fā)電能力及成本能夠與常規(guī)能源相競(jìng)爭(zhēng),進(jìn)而取代之。多晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的前景展望隨著科技的124四種薄膜技術(shù)-3CIS(CopperIndiumDiselenide)或是CIGS(CopperIndiumGalliumDiselenide)都屬于化合物半導(dǎo)體。這兩種材料的吸光(光譜)范圍很廣，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)準(zhǔn)環(huán)境測(cè)試下最高也已經(jīng)可達(dá)到19.5%，足以媲美單晶硅太陽(yáng)電池的最佳轉(zhuǎn)換效率。在大面積制程上，采用軟性塑料基板的最佳轉(zhuǎn)換效率也已經(jīng)達(dá)到14.1%。由于穩(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)之一。四種薄膜技術(shù)-3CIS(CopperIndiumDisele125銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池優(yōu)點(diǎn)：多晶異質(zhì)結(jié)薄膜太陽(yáng)能電池，反對(duì)的人少；4個(gè)元素安全環(huán)保，穩(wěn)定；目前實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)換效率高，19.9%（世界紀(jì)錄）。缺點(diǎn)：技術(shù)多樣，無(wú)標(biāo)準(zhǔn)工藝方法；4元化合物，工藝復(fù)雜，沉積速度慢；成本高。技術(shù)瓶頸：材料處理工藝問(wèn)題是大難題；大面積鍍膜的均勻度問(wèn)題，目前無(wú)很好解決方法。銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池126CIGS銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池CIGS銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池127薄膜太陽(yáng)能電池課件128四種薄膜技術(shù)-4CdTe同樣屬于化合物半導(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%，而使用不耐高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)于非晶硅材料。此外，CdTe是二元化合物，在薄膜制程上遠(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)，模塊化生產(chǎn)容易，因此容易應(yīng)用于大面積建材，目前已經(jīng)有商業(yè)化產(chǎn)品在市場(chǎng)營(yíng)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)管制的高污染性重金屬，因此此種材料技術(shù)未來(lái)發(fā)展前景仍有陰影存在。四種薄膜技術(shù)-4CdTe同樣屬于化合物半導(dǎo)體，電池轉(zhuǎn)換效率也129碲化鎘（CdTe）薄膜太陽(yáng)能電池優(yōu)點(diǎn)：第一種在工業(yè)規(guī)模上成本大大優(yōu)于所有其他材料的太陽(yáng)能電池技術(shù)，2010生產(chǎn)成本僅為0.80美元/W；和太陽(yáng)的光譜最一致，可吸收95%以上的陽(yáng)光；低能耗，無(wú)污染，生命周期結(jié)束后，可回收；強(qiáng)弱光均可發(fā)電，復(fù)雜環(huán)境條件下表現(xiàn)好；目前實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)換效率17.3%，目前工業(yè)化轉(zhuǎn)換效率11.4%。理論效率應(yīng)為28%。缺點(diǎn)：產(chǎn)品面世時(shí)間短，原材料特性認(rèn)識(shí)不充分問(wèn)題。技術(shù)瓶頸：研發(fā)出提高轉(zhuǎn)換效率的工藝方法。碲化鎘（CdTe）薄膜太陽(yáng)能電池130CdTe制備工藝（近空間升華法）CdTe制備工藝（近空間升華法）131近距升華法沉積設(shè)備示意圖碲化鎘太陽(yáng)能電池制作工藝近距升華法沉積設(shè)備示意圖碲化鎘太陽(yáng)能電池制作工藝132

近空間升華法是目前被用來(lái)生產(chǎn)高效率CdTe薄膜電池最主要的方法蒸發(fā)源是被置于一與襯底同面積的容器內(nèi)，襯底與源材料要盡量靠近放置，使得兩者之間的溫度差盡量小，從而使薄膜的生長(zhǎng)接近理想平衡狀態(tài)。使用化學(xué)計(jì)量準(zhǔn)確的源材料，也可以得到化學(xué)計(jì)量準(zhǔn)確的CdTe薄膜。一般襯底的溫度可以控制在450～600℃之間，而高品質(zhì)的薄膜可以在大約1um/min的速率沉積下得到。碲化鎘太陽(yáng)能電池制作工藝近空間升華法是目前被用來(lái)生產(chǎn)高效率CdTe薄133

碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池134實(shí)際工作環(huán)境下性能參數(shù)對(duì)比技術(shù)光照強(qiáng)度低高溫環(huán)境組件轉(zhuǎn)換率非晶硅++++-晶體硅--++碲化鎘++++平均值銅銦鎵硒--+

根據(jù)EUPD2009年調(diào)查報(bào)告實(shí)際工作環(huán)境下性能參數(shù)對(duì)比技術(shù)光照強(qiáng)度低高溫環(huán)境組件轉(zhuǎn)換率非135美國(guó)電網(wǎng)中的太陽(yáng)能電力成本比較目前，從經(jīng)濟(jì)效益上看，晶體硅太陽(yáng)能電力價(jià)格和傳統(tǒng)電網(wǎng)電力價(jià)格比，尚無(wú)競(jìng)爭(zhēng)力。碲化鎘有實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)電價(jià)的可能。美國(guó)電網(wǎng)平均電價(jià) 0.086美元/度美國(guó)備用電網(wǎng)平均電價(jià)0.22美元/度美國(guó)平均晶硅太陽(yáng)能電價(jià)0.27美元/度碲化鎘電站電價(jià)0.075美元/度美國(guó)能源部對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電的期待價(jià)格是： 0.10美元/度

美國(guó)電網(wǎng)中的太陽(yáng)能電力成本比較目前，從經(jīng)濟(jì)效益上看，晶體硅太136碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池是近期最好的技術(shù)節(jié)約原料和成本3mm(2009)和硅系材料厚度(100-300mm)相比;陽(yáng)光吸收指數(shù)最高:95%以上。材料的結(jié)構(gòu)和處理過(guò)程簡(jiǎn)單碲化鎘是2種材料的合成，比銅銦鎵硒4種元素合成簡(jiǎn)單。系統(tǒng)工作穩(wěn)定性好。已進(jìn)入大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池是近期最好的技術(shù)節(jié)約原料和成本137從產(chǎn)能，市值數(shù)據(jù)對(duì)比看資本市場(chǎng)的態(tài)度排名企業(yè)產(chǎn)能股價(jià)市值3無(wú)錫尚德(STP)590MW$10.921.96B7江西賽維（LDK）360MW$5.950.78B11保定英力(YGE)400MW$12.081.80B12南京中能(CSUN)390MW$3.850.17B14上海京澳(JASO)175MW$6.080.98B總計(jì)1915MW4.99B4FirstSolar484MW$133.2111.36B從產(chǎn)能，市值數(shù)據(jù)對(duì)比看資本市場(chǎng)的態(tài)度排名企業(yè)產(chǎn)能股價(jià)市值3138美國(guó)過(guò)去3年中銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池

大規(guī)模的風(fēng)險(xiǎn)資金投入

Solyndra $6億美元 CMEA，Redpoint等

Nanosolar $5億美元 LarryPage

等Miasole $3億美元 KPCB，firelake等SoloPower $2.3億美元 Convexa等Sulfurcell $1.7億美元 Intel，masdar等

（全部是CIGS）美國(guó)過(guò)去3年中銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池

大規(guī)模的風(fēng)險(xiǎn)資金投入139BIPV市場(chǎng)應(yīng)用舉例BIPV市場(chǎng)應(yīng)用舉例140功能性薄膜太陽(yáng)能電站功能性薄膜太陽(yáng)能電站141集群式小型薄膜太陽(yáng)能電站集群式小型薄膜太陽(yáng)能電站142建筑一體化太陽(yáng)能幕墻建筑一體化太陽(yáng)能幕墻143停車(chē)場(chǎng)停車(chē)場(chǎng)144納斯達(dá)克大樓太陽(yáng)能幕墻納斯達(dá)克大樓太陽(yáng)能幕墻145幕墻式太陽(yáng)能電站幕墻式太陽(yáng)能電站146紐約旅館太陽(yáng)能光伏幕墻紐約旅館太陽(yáng)能光伏幕墻147分析碲化鎘太陽(yáng)能電池板結(jié)構(gòu)背電極P極-碲化鎘N極-硫化鎘導(dǎo)電氧化膜

基板玻璃光發(fā)生率基材玻璃占成本的53%，碲化鎘及輔助原料占成本的47%分析碲化鎘太陽(yáng)能電池板結(jié)構(gòu)背電極P極-碲化鎘N極-硫化鎘導(dǎo)電148碲化鎘組件擁有非常高的轉(zhuǎn)換率提升潛力中期目標(biāo)轉(zhuǎn)換率TimeLine20092013201511%12%15%當(dāng)前水平近期優(yōu)化18%未來(lái)預(yù)計(jì)2011鍍層優(yōu)化提升玻璃透光性持續(xù)的改進(jìn)優(yōu)化刻槽技術(shù)全新的電池和儲(chǔ)能裝置設(shè)計(jì)國(guó)際光伏技術(shù)提升路徑碲化鎘組件擁有非常高的轉(zhuǎn)換率提升潛力中期目標(biāo)轉(zhuǎn)換率Time149國(guó)際市場(chǎng)對(duì)未來(lái)碲化鎘電池尺寸要求碲化鎘技術(shù)可以適應(yīng)浮法玻璃尺寸優(yōu)化邊緣3.2mx6,0m未來(lái)1.2mx1.6m當(dāng)前0.6mx1.2m中試2015尺寸年200020102005國(guó)際市場(chǎng)對(duì)未來(lái)碲化鎘電池尺寸要求碲化鎘技術(shù)可以適應(yīng)浮法玻璃尺150中國(guó)的光伏建筑一體化市場(chǎng)的前景目前中國(guó)有大約500億平方米的建筑表面，如果我們能將10%的建筑面積轉(zhuǎn)化為光伏建筑一體化材料，將是250GW的市場(chǎng)（以目前世界產(chǎn)能需要生產(chǎn)20年）。如果只是將現(xiàn)有每年新建建筑的1%的外墻建筑面積轉(zhuǎn)化為光伏建筑一體化材料，將是2GW的市場(chǎng)。目前的光伏建筑一體化材料尚無(wú)國(guó)際和國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，誰(shuí)創(chuàng)造標(biāo)準(zhǔn)，誰(shuí)主導(dǎo)市場(chǎng)！中國(guó)的光伏建筑一體化市場(chǎng)的前景目前中國(guó)有大約500億平方米的151碲化鎘太陽(yáng)能電池發(fā)展的2個(gè)誤區(qū)誤區(qū)1：碲原料稀缺，無(wú)法保證碲化鎘太陽(yáng)能電池的不斷增產(chǎn)的需求。在過(guò)去，碲是以銅，鉛，鋅等礦山的伴生礦副產(chǎn)品形式，也就是礦渣，以及冶煉廠的陽(yáng)極泥等廢料的形式