薄膜光伏技术与场发展前景VIP免费

薄膜光伏技术与市场发展前景仅在数年以前，薄膜光伏（ThinFilmPhotovoltaics，以下简称TFPV）技术在光伏产业中还只能用“微不足道”来形容，只是在诸如计算器这样一些简单的产品中得到应用。除非晶硅外，一些TFPV材料还只是刚刚走出实验室。但在今天，TFPV已经是PV技术中最耀眼的一员，其生产份额不断扩张。起初，这一市场是由于晶硅的短缺而得以发展，但如今短缺现象已经结束，TFPV则以其低成本、低重量和灵活性而继续发展。而且，除了非晶硅外，铜铟镓硒（CIGS）具有TFPV的所有优点，能量转换效率也并不远逊于传统PV，碲化镉太阳能面板已经出现了繁荣局面。根据美国NanoMarkets公司2008年3月发布的白皮书《走向成功的薄膜光伏》及之前出版的《薄膜、有机、可印刷光伏市场：2007-2015》研究报告中的预测，由于采用简单印刷和roll-to-roll（R2R）制造工艺降低了成本，新产能的增加，以及通过技术改进提高了效率，这些都将使得薄膜光伏成为PV市场的主要角色，TFPV太阳电池将取代目前市场上由传统的晶硅制造的PV面板而成为主流技术。1.市场前景根据预测，TFPV市场将由2007年的10亿美元增加到2008年的16亿美元，在2010和2015年则将分别攀升到34亿美元和72亿美元。2005年TFPV占整个PV市场的份额还不到5%，但到2015年有望上升到约50%。较传统PV技术，TFPV将通过在很多应用中提供更有成本竞争力的解决方案去抢占市场，并凭藉其独有的特性（重量轻、灵活性、易于嵌入其他材料）开发出新的应用。传统PV的最大弱点是高昂的电池制造成本。PV面板是以晶硅为原料，通过昂贵的步进重复批处理工艺制造。薄膜技术可以解决类似问题并开发太阳能的新应用。但TFPV的发展道路也并非一片阳光，这项技术还将面临诸多挑战，例如，近来晶硅原料的短缺由于替代材料的兴起而开始缓解，这样就消除了TFPV需求增长的一个主要动力。2.成本/性能TFPV技术所涉及的材料主要包括非晶硅（α-Si）、碲化镉（CdTe）、铜铟镓硒（CIGS）、铜铟硒（CIS）以及有机和有机-无机混合材料，每种材料都各有利弊。下表列出了主要TFPV材料及其利用状况。表1PV材料及利用状况材料效率（%）利用状况镓硒/磷化铟/锗混合材料35仅实验室镓硒25除某些空间利用外尚未广泛应用磷化铟22仅实验室晶硅25PV市场中最常用的材料多晶硅20广泛应用铜铟镓硒20TFPV市场中份额正在增长碲化镉17TFPV场中增长迅速，但大多来自一家公司非晶硅10TFPV中最为常见有机材料4-8尚未应用，但有几家公司正积极尝试商业化能源价格的波动对向替代能源技术的转移起着重要的推动作用。太阳能因其取之不尽、用之不竭的特性对人类有着巨大的吸引力，但传统的PV有其弱点：面板较重，生产成本高，不够灵活，而且硅原料的供应不稳定。因此，PV大多只能针对相对狭窄的市场或其应用必须具备特定的条件，例如可以获得补贴或其他电力来源匮乏的地方。薄膜技术的机遇倚赖于减少这些制约因素的影响以及扩大PV可发生作用的市场。尽管这是大势所趋，但直到最近，较低的效率和技术上的不够成熟仍妨碍着TFPV及时捕捉这一机遇。3.发展态势随着近年来能源价格如火箭般上窜，加之PV价格的滑落，PV领域的成长非常显著，有些观察家声称PV最终可满足美国能源需求达20%之多。与传统PV比较，TFPV因用于制造薄膜电池的材料较少，因而成本更为低廉。TFPV的制造是将由光电材料构成的薄层沉积于衬底，这就大大减少了原料的使用。新生产工艺的出现，包括roll-to-roll和印刷技术，又可以进一步降低成本。性能方面，在不久的将来薄膜技术效率的显著提高已成为大势所趋。例如，CIS/CIGS的效率已经可以和传统PV相提并论。但尽管已取得某些进展，薄膜技术和传统PV的效率之间仍存在一定差距，且在某些情况下差异明显。其结果是：TFPV必须与传统PV在成本基础上竞争，或者TFPV需要在性能基础上创造出新的应用。4.市场开拓根据对2007-2015年的预测，TFPV涵盖的所有应用都将取得强劲增长。在成本和重量成为关键因素而转换效率并不占优先地位的市场，TFPV具有最大的竞争优势。增长最快的领域很可能是在受TFPV价格优势驱动的消费电子和住宅市场。表2列举了TFPV可获得突破的机遇所在。表2TFPV的机遇当前状况未来...