99.99%纯度的晶体硅才能做成优质的光伏组件,而国内的工艺技术难以达到这样的要求。
相比多晶硅太阳能电池的高成本,非晶硅太阳能电池的成本相对较低。特别是近几年,在多晶硅持续暴涨的背景下,非晶硅太阳能电池的成本优势更加明显(每MW非晶硅太阳能电池的成本约为多晶硅电池成本的1/3)。短期来看,非晶硅太阳能电池制造业将充分受益于多晶硅价格的上涨。据权威机构EPIA预测,到2010年,非晶硅太阳能电池市场占有率有望从2006年的4.7%提升到10%左右。
从长期来看,虽然非晶硅光伏电池存在低转换效率、光致衰减效应等问题,在大规模并网发电应用中应用份额较少,但是其具有最好的弱光性能,可在漫反射条件下实现光伏发电,对于日照条件不佳的地区以及光伏建筑一体化应用来说,将成为晶体硅电池的很好补充,非晶硅太阳能电池应用产品面临绝好发展机遇。
太阳能应用产品特别是民用产品近几年发展迅速,如太阳能灯、太阳能充电器、光伏幕墙等,逐步进入了我们的日常生活。以目前发展迅速的非晶硅光伏幕墙为例,目前非晶硅光伏电池幕墙的价格在每平方米2500元人民币左右,而普通玻璃幕墙的价格则在1400~1700元人民币左右。随着技术的进步和政府有可能采取相应补贴,未来成本将接近普通幕墙的价格,届时光伏幕墙将大面积推广,市场前景不可限量。
针对目前世界对太阳能电池的需求情况,吉林庆达新能源电力股份有限公司抓住机遇积极开拓国内外的市场,抢先占有国内市场,以满足不同用户的需求。
生产30MW非晶硅/微晶硅叠加薄膜太阳能电池,将有90%即24MW出口国外市场,10%即6MW占领国内市场。
1.1.4 技术分析
非晶硅薄膜太阳能电池制作简单,成本较低,便于大规模生产,普遍受到人们的重视并得以迅速的发展,光电转换率在14.5%以上,但稳定性较差。提高转换率和稳定性是非晶硅薄膜太阳能电池的发展方向。目前,非晶硅电池在低功率电力系统中应用较多。
非晶硅(a-Si)太阳能电池是在玻璃(glass)衬底上沉积透明导电膜(TCO),然后依次用等离子体反应沉积p型、i型、n型三层a-Si,接着再蒸镀金属电极铝(Al).光从玻璃面入射,电池电流从透明导电膜和铝引出,其结构可表示为glass/TCO/PIN/Al,还可以用不锈钢片、塑料等作衬底。
硅材料是目前太阳能电池的主导材料,在成品太阳能电池成本份额中,硅材料占了将近40%,而非晶硅太阳能电池的厚度不到1μm,不足晶体硅太阳能电池厚度的1/100,这就大大降低了制造成本,又由于非晶硅太阳能电池的制造温度很低(200℃左右),易于实现大面积沉积等优点,使其在薄膜太阳能电池中占据首要地位,在制造方法方面有电子回旋共振法、光化学气相沉积法、直流辉光放电法、射频辉光放电法、溅谢法和热丝法等。特别是射频辉光放电法由于其低温过程(200℃左右),易于实现大面积和大批量连续生产,现成为国际公认的成熟技术。在材料研究方面,先后研究了a-SiC窗口层、梯度界面层、μC-SiC p层等,明显改善了电池的短波光谱响应。这是由于a-Si太阳能电池光生载流子的生成主要在i层,入射光到达i层之前部分被p层吸收,对发电是无效的。而a-SiC和μC-SiC材料比p型a-Si具有更宽的光学带隙,因此减少了对光的吸收,使到达i层的光增加;加之梯度界面层的采用,改善了a-SiC/a-Si异质结界面光电子的输运特性。在增加长波响应方面,采用了绒面TCO膜、绒面多层背反射电极(ZnO/Ag /AL)和多带隙叠层结构,即glass/TCO/p1i1n1/p2i2n2/p3i3n3/ZnO/Ag/Al结构。绒面TCO膜和多层背反射电极减少了光的反射和透射损失,并增加了光在i层的传播路程,从而增加了光在i层的吸收多带隙结构中,i层的带隙宽度从光入射方向开始依次减小,以便分段吸收太阳光,达到拓宽光谱响应、提高转换效率之目的。在提高叠层电池效率方面还采用了渐变带隙设计、隧道结中的微晶化掺杂层等,以改善载流子收集。 |