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* 硅基薄膜太阳电池基础知识介绍 部门: 技术部 2010年5月31日*太阳电池分类硅基薄膜太阳电池的发展硅基薄膜太阳电池的优缺点 薄膜电池的光照性能衰退现象电池光电转换效率的计算 薄膜电池工艺基础简介 提纲*薄膜太阳电池分类硅基薄膜太阳电池的发展 薄膜电池的光照性能衰退现象电池光电转换效率的计算电池片的应用

一、太阳能电池分类汇总 薄膜太阳电池简介 硅薄膜 碲镉系(CdTe) 染料薄膜和有机薄膜(TiO2) 非晶,非晶/微晶(a-Si,a-Si/?c-Si) First Solar, US United Solar(~8%) ,EPV(5~6%) US Kaneka, Sharp ( 8~10%) Japan LG, 周星(~9.

6%) 韩国 铜铟系(CIS,CIGS) 金属薄膜 正泰(~9.0%),天威(6`7%),新奥(8~8.5%),金太阳(~8%%),尚德(6`7%),百世德(8~8.5%) 中国 Leybold Optics(~9.5%) German JST German 山东孚日股份 中国 * 1975年Spear等在非晶氢硅中实现可控掺杂,1976年美国RCA实验室制成了世界上第一个非晶硅太阳电池效率2.4%1980年日本三洋电器公司利用非晶硅太阳电池制成袖珍计算器;

1987年掺C, 掺Ge,光陷阱工艺非晶硅电池转化效率达12%(Initial);

面积从0.1M2 发展到0.3M2 , Module 功率14W( stable Eff ~5%)1988年与建筑材料相结合的非晶硅太阳能电池投入应 二 、硅基薄膜太阳电池的发展 History Today 实验室: Triple 电池 ~ 15.3% 产业化: 非晶硅/微晶硅叠层电池 G5 (1.1*1.3M2) ~ 9.6%G8.5(2.2*2.6M2) ~8.5% * 硅基薄膜太阳电池的技术发展 EPV,Oerlikon,AMAT EPV EPV 泉州金太阳Unit-solar OerlikonAMATKanakaSharp…….. ? BestSOLAR Confidential

三、硅基薄膜电池优缺点优点:耗材少: 硅薄膜太阳电池的厚度在2μm左右其厚度只有晶硅电池的1%能耗低:硅薄膜电池制备工艺200OC 左右,而晶体硅核心工艺需要1000OC无毒,无污染 更多的发电量 a.良好的弱光性:使得在阴雨天比晶体硅电池有多10%左右的发电量 b.高温性能好:温度系数低,使得薄膜电池在高温工作状况下同样有比晶体硅电池 高的发电量 美观、大方 电池组件的颜色与建筑物的颜色比较容易匹配,美化室内外 环境,加 上精细、整齐的激光切割线,使建筑物更加美观、大方,更有魅力.应用稳定性更好 由于非晶硅太阳电池的电流密度较小,热斑效应不明显,所以,使用起来更加方便、可靠. 能源回收期短 成本低且下降空间大 缺点 前期资金投资大 光致衰退(S-w效应) 效率偏低 设备、原材料国产化减薄非晶硅层, 改善光衰叠层电池如非晶硅/微晶硅,改善光衰,提高效率改善各层材料间界面性能,提高功率新产品的开发、新材料、新工艺 解决方案 硅基薄膜太阳电池缺点以及应对 四 、非晶硅的光照衰退(Staebler-Wronski效应) 光致衰退现象:非晶硅电池在强光下照射数小时,电性能下降并逐渐趋于稳定;

若样品在160℃下退火,电学性能可恢复原值(S-W效应) 非晶硅制造过程中Si-Si弱键的作用 薄膜太阳电池LID测试 ( IEC认证) 资料来源:应用材料 光老化试验 测试环境 标准条件(STC)光强:光功率密度为1000W/m2光谱特征:AM1.5环境温度:25℃

五、电池的光电转换效率计算 光谱特征:AM1.5 Θ cosΘ=2/3 (48.2o)AM1.5=1/cosΘ Light Eff =Pm/(1000W/m2*组件面积) 例如公司电池片输出功率为480W,面积为5.7m2 , 则效率η=480/(1000*5.7)=8.42% Stable Eff & Initial Eff 初始最大输出功率 稳定最大输出功率 (初始功率-稳定功率)/初始功率 组件效率Eff计算 Initial Eff Stable Eff LID SOL: I-V曲线指标介绍(Q-size) 名词解释 Pm:在标准环境下的输出功率,等于Vm*ImVoc:为电池片在不带任何负载下的电压Isc:为电池片正负极短路条件的电流Vm:为最大输出功率时对应的电压Im:为最大输出功率时对应的电流FF:为Pm/(Voc*Isc)Rs:表征电池内部的串联电阻Rsh:表征电池元之间的并联电阻