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薄膜太陽(yáng)能電池未來(lái)能不能替代硅基太陽(yáng)能?

硅基太陽(yáng)電池一般包括晶體硅和薄膜硅兩類,晶體硅有單晶和多晶,薄膜硅起初有非晶硅,后來(lái)有微晶硅、納米硅、非晶硅鍺等薄膜類型,統(tǒng)稱硅基薄膜。而當(dāng)前成熟的薄膜電池包括硅基薄膜、CIGS和CdTe等,Ge基GaAs聚光薄膜電池也算其中一種。

晶體硅電池技術(shù)成熟,產(chǎn)業(yè)鏈穩(wěn)定,產(chǎn)量大,是光伏市場(chǎng)主要產(chǎn)品(90%以上),特點(diǎn)是效率較高,多晶電池>17%,單晶電池>18%,高效率單晶量產(chǎn)效率可以>20%。薄膜電池各有特點(diǎn):硅基薄膜單結(jié)效率低,但非晶硅有光致衰減,高穩(wěn)定效率有10%,目前通過(guò)和非晶硅鍺及微晶硅形成兩結(jié)或三結(jié)疊層電池提高效率,兩結(jié)高穩(wěn)定效率為12.4%,三結(jié)高穩(wěn)定效率為13.6%(United Solar,已經(jīng)關(guān)門),再往上提高目前遇到了瓶頸;CIGS效率發(fā)展快,目前高效率已經(jīng)達(dá)到21.7%(注意,多晶硅高才20.4%),但是其中使用到了金屬銦,銦是伴生礦,單位價(jià)格比金硅,同時(shí)CIGS是四元材料,對(duì)工藝技術(shù)要求高;CdTe電池技術(shù)稍微簡(jiǎn)單些,但是鎘Cd可是有毒的,對(duì)組件的安全性有要求。CdTe電池的高效率也達(dá)到21%了。上述三類薄膜電池涉及化學(xué)或物理沉積技術(shù),也就是CVD和PVD,真空過(guò)程使成本和能耗稍微高了一些。

目前,從實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)化效率和理論轉(zhuǎn)化效率來(lái)看,晶硅電池的轉(zhuǎn)化效率提升空間有限,綜合成本下行空間小,即使采用PERC技術(shù)提高晶硅電池轉(zhuǎn)化效率,但綜合成本反而更高,因此,五年后薄膜太陽(yáng)能電池有望趕超晶硅太陽(yáng)能電池。

現(xiàn)在并不能說(shuō)薄膜電池就可以替代主流的晶體硅電池,在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),兩者是共存狀態(tài)。說(shuō)薄膜是在夾縫里求生存也不過(guò),畢竟晶體硅電池發(fā)展成熟,中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)通過(guò)提高晶體硅電池和組件質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本,對(duì)降低全世界光伏發(fā)電成本做出了巨大的貢獻(xiàn)。薄膜在繼續(xù)提高效率降低成本的同時(shí),也在拓展更合適的市場(chǎng),例如分布式系統(tǒng),例如BIPV和BAPV、消費(fèi)電子產(chǎn)品,新能源汽車充電等等。

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