太阳能电池费用接近于普通电能VIP免费

太阳能电池费用接近于普通电能几种光伏技术制作方法的进展正在降低制造商品化光伏组件的成本，同时也创造了光伏光电池效率的新记录。光伏光电池组件本身相对于它所产生的电能必须低成本。正如许多商业化生产制造商正在扩大他们的产量一样，制造技术的推进已使美国主要制造商的光伏组件成本降低了约三分之一。但单靠实验室的研究并不能进行经济合算的太阳能发电。由于光伏光电池可用各自方法制造，几乎不存在普适性的制造方法。所用材料也有好几类，但所有光伏光电池基本上都是大面积的p-n结光电二极管。本文讨论商业化生产中的普遍问题及每类光电池的制造技术。光伏制造技术项目（PVMaT）是美国政府和工业界共同承担费用的项目，针对商业化光伏公司和预商业化光伏公司制造中存在的问题。PVMaT项目由能源部投资和国家能量更新实验室（NREL）运行。图1制造能力和每瓦平均制造成本的比较，以美国12家制造商1996年的实际数据和到2003年估计为基础。各制造商的生产能力正在增长实验室项目经理E.Witt说，美国五个主要光伏制造商中的四个以及8个较小制造商都与PVMaT项目有关。本项目的制造商制作一个光伏组件的平均成本已降低1/3，最高输出时为每瓦3美元，而所有涉及公司的总制造能力已比过去3年翻一番。光伏工厂的年生产能力以一年所制作的所有组件和光电池提供的最大功率Wp计算。制造商确信，成本还可进一步下降，市场将继续发展。1999年底，参加者预期，他们的平均成本将为1.79美元/Wp，生产能力将提高187.4MW，为1996年全世界生产能力的2倍以上（见图1）普通生产问题单晶硅片是一种成熟技术，并继续占据市场优势，其次是用浇铸法或条带生长法制作的多晶硅（图2）。其它商品化光伏光电池用非晶硅薄膜或碲化镉（CdTe）薄膜制作。有些晶态硅电池专供太阳能收集器组件使用。Astropower公司跨在体块材料和薄膜材料间，在低成本衬底上生长较厚的多晶硅厚膜。图21996年全世界生产的光伏光电池和组件总计为88.6MW。其中53.4%为单晶硅，27%为多晶硅，13.2%为无定形硅，3.4%是带形多晶硅，1.8%是碲化镉（其中3/4是用于室内，如计算器中），0.8%是结晶硅，用于集光器组件，0.3%是低成本衬底上的硅每种晶片材料都需用不同处理技术，但所有类型的光伏光电池组件都要使材料费用最低。虽然组件的生产效率始终低于单个优质光电池，各类组件必然存在效率降低的问题，防止电池不受环境影响的包封必须做得很牢，以便有效应用和长寿命。光电池之间以及光电池到连接盒之间的电连接也必然要化一些劳力。材料晶体系统公司总经理F.Schmid说，对于单晶和多晶光电池，硅片约占组件费用的三分之一。研究薄膜硅的部分动力是它只使用几微米厚的硅层而不使用几百微米厚的独立式硅片。如果光伏光电池制造商不需使用半导体级硅作初始材料，也可实现成本的某些节省。半导体级硅不仅价格昂贵，纯度也比光伏应用所需的高1000倍。较低级的冶金级硅为99%纯度，所含杂质约比光伏光电池多1000倍。Schmid说，最近，存在生产太阳能电池级硅的要求，这种硅可能比半导体原料便宜。Schmid说，产业界每年需要10万吨左右较低价格和添加较多杂质后光伏效率不致下降的供货。为浇铸多晶硅制作提供炉子的晶体系统公司已建议用他的炉子工艺来生产这种级别的硅。除光伏材料的成本费用外，组件框架成本也很可观，少数公司正在试验无框架组件。麻省埃佛格林太阳公司正在开发使用聚合物框架的组件，这种框架可作为封装工艺的一部分通过加热而形成到组件上。公司B.Kanzer说，铝框架是组件第二昂贵的部件，使用一种与发展中聚合物框架相同材料制成的新型仿鞣式织物可比普通后部聚合物Tedlar更厚更坚韧。这种试验性聚合物框架比典型铝框架更轻和更薄。它包括背部的铝安装横条。研制者预计，无框架组件可使组件制作和安装成本节省0.5美元/W。相互连结为了提高输出电压，各光电池串联式连接。在晶态光电池中，导电接片把光电池上部的接触条附到下一个光电池的金属化底部。在做这一步之前，每一光电池并不附着另一个，因此，这步工艺需要对光电池作对准和使导线相连，这是一个复杂的工艺。对准调整和接片机械已使这个过程部分自动化，正在开发把所有...