2008年10月21日星期二

薄膜光伏(PV)细胞

2 comments

在我以前的一些帖子中,我提到了薄膜光伏电池,并在本文中,我将简要概述它们。

基于光伏效果的太阳能电池板已被使用超过30年,并且传统上是使用晶片晶体硅构成的,这需要昂贵的加工,并导致拆卸,重型和脆弱的太阳能电池板。

结晶硅PV电池仍然是光伏电池市场中的主流产品,因为它们具有高转化效率。然而,他们的产出越来越多地通过原材料的短缺,高生产成本和加工难度而被陷入困境。这些因素引起了已知为薄膜PV技术的第二代PV技术的快速发展。

薄膜PV电池通过将基板(玻璃,薄柔性金属或塑料基板)涂覆厚度的导电和半导体材料层的层,产生薄膜太阳能电池。各个材料层被各种方法沉积。

薄膜太阳能电池的关键材料是半导体元件,例如无定形硅(A-Si,静态硅,但以不同的形式),碲化镉(CdTe)和铜铟(镓)酶(CIS或CIGS)。

非晶硅(A-Si)是第一薄膜材料是商业化的,但是,由非晶硅构建的PV电池总比结晶PV效率较低。这些光伏电池效率低,寿命有限(约10-15岁)。最初,A-SI主要用于计算器等消费物品中。无定形硅是最广泛用于创建薄膜太阳能电池板。它的太阳能转换率高达9%。

碲化镉(CDTE)是在太阳能电池制作中的非常有用的材料。碲化镉PV(CDTE PV)是第一个且仅薄膜光伏技术,以便在市场价格较低的PV市场的系统价格方面超越市场中的晶体硅PV–大(多千瓦)系统。

CdTe PV电池结构包括非常薄的硫化镉层,其允许大多数阳光通过到CdTe层。这些特性提供了具有低成本制造过程的高效模块的潜力。在实验室中cdte细胞效率超过16%;商业模块效率可能在第一个制造工厂的9%范围内。

铜铟镓五烯醇(CIGS)细胞从相同量的阳光产生的电力比其他薄膜PV产生更多的电力,因此具有更高的“转化效率”。除此之外,CIGS转换效率随着时间的推移非常稳定,这意味着它的性能持续多年。

CIGS细胞使用施加到低成本背衬的极薄层,例如玻璃,柔性金属箔,高温聚合物或不锈钢板。由于重量轻,它们对空间应用和便携式电子市场感兴趣。 CIGS细胞也适用于特殊的建筑用途,例如光伏屋顶瓦片,窗户,壁板等。 CIGS薄膜太阳能电池最近达到了19.9%的效率,为这种类型的细胞设定了新的世界纪录。

薄膜PV技术在近年来吸引了很多兴趣。这种兴趣的主要原因是薄膜PV电池比其他PV系统便宜。而不是通过碎片拼凑而成,可以在包装的廉价卷中大规模生产 - 以任何颜色。薄膜PV电池也可以从太阳中收获远低的半导体材料。它们可以用柔性基板制成,使它们在比硅电池(例如衣服和帆)的更多位置使用。使用薄膜PV技术进行了许多应用,包括屋顶应用(如屋顶瓦片,屋顶瓦),建筑集成的光伏(BIPV),天窗或Atria的玻璃窗,以及公用事业尺度应用。

薄膜光伏电池代表了用于为未来提供更多实惠的太阳能电池的最有希望的技术和其他用途。根据nanomarkets.,薄膜光伏(TFPV)市场将在2015年生产26GW,收入超过200亿美元。


2008年10月15日星期三

基于硅的太阳能电池,适用于柔性透明的太阳能应用

1评论

科学家们伊利诺伊大学在厄巴纳 - 香槟已经开发出新的高效基于硅的太阳能电池,其柔性足以结合在弯曲的表面或织物上,并且足够透明地用于在建筑物或汽车上饰上窗户。

在期刊中报告的发现自然材料,通过将脆性晶片切成超薄层并小心地将它们传送到柔性表面上,提供一种方法来处理传统硅的新方法。

“我们可以使我们能够将其放在塑料上以制作可卷曲的系统。您可以以可以添加到建筑玻璃的电影形式的形式使其变成灰色。它在建筑物前面开辟了空间作为机会对于太阳能。” said 约翰·罗杰斯伊利诺伊大学在Urbana-Champaign,他领导了研究。

许多国际公司正在制造薄膜太阳能电池,但它们通常在将太阳能转化为电力时比传统细胞更低。

Rogers的团队使用特殊的蚀刻方法将非常薄的太阳能芯片从单晶硅晶片的表面切开,这是高效的,但在其目前的形式,刚性和脆弱的型材上。切片芯片比正常硅晶片更薄10至100倍,并且尺寸可以适用于应用。一切片后,由特殊装置拾取硅芯片的位,并沉积在目标表面上“像橡皮图章”。

“这些硅太阳能电池变得像那个橡皮图章的固体墨水垫。我们之后晶圆的表面’完成这种切片几乎像墨水垫一样,” said Rogers. “我们只是将它们打印到目标表面上。“”最后一步是电动连接这些细胞以使其能力出来,“他说。

为材料添加灵活性会使电池更容易运输。罗杰斯设想了材料存在“像地毯一样卷起,扔在卡车上。”

该技术已被许可在北卡罗来纳州达勒姆呼叫Semprius的创业公司。

来源:路透社能源效率新闻