薄膜太阳能电池主讲人：叶勇背景介绍背景介绍存储量有限不可再生能源产物对环境造成影响不安全可再生清洁无污染安全可靠石油煤炭天然气太阳能风能潮汐能地热能水能大规模利用太阳能的重要性•能源危机•环境、全球气候恶化•世界上还有很多无电地区目前年使用量实际潜力理论潜力水电950147生物能源50>2762000太阳能0.1>15753900000风能0.126406000单位：千兆兆焦耳。目前全球能源年总需求约为400千兆兆焦耳。太阳能：唯一的兆兆瓦量级再生能源！•2050年全球每年共需约800千兆兆焦耳再生能源才能稳定大气中CO2浓度，太阳能是地球上唯一能满足这种规模要求的再生能源•地球上几乎所有地方都能使用太阳能•约1%面积使用太阳能，即可满足发达国家的全部能源需求薄膜电池产业化-成本预测数据来源-德意志银行大规模利用太阳能的瓶颈–成本成本•目前约是常规电价的3-5倍•一旦接近电网等价点（GridParity），市场将呈爆发性增长解决方法•技术进步•规模化生产效率•效率越高，成本越低•效率越高，占地面积越小（占地对某些应用并非真正瓶颈）•效率接近10%是规模化发展的基本条件太阳能电池原理光生伏特效应当光照射在p-n结上时，光子会产生电子-空穴对。在偶电层内强电场的作用下，电子将移到n型中，而空穴则移到p型中。从而使p-n结两边分别带上正、负电荷。这样p-n结就相当于一个电池。由光照射，是p-n结产生电动势的现象称光生伏特效应。利用太阳光照射p-n结产生电池的装置叫太阳能电池太阳能电池的原理19541954年美国贝尔实验室制造出年美国贝尔实验室制造出第一块商用太阳能电池第一块商用太阳能电池19541954年年20092009年年世界人口世界人口2727亿亿6767亿亿55千万千万+2.5+2.5倍倍石油价格石油价格2.82.8美元美元//桶桶81.681.6美元美元//桶桶+29+29倍倍汽车数量汽车数量55千万辆千万辆22亿亿77千万辆千万辆+5.4+5.4倍倍开发多样化的能源资源开发多样化的能源资源来满足不断成长的能源需求来满足不断成长的能源需求11薄膜太阳电池分类硅基薄膜太阳电池的发展薄膜电池的光照性能衰退现象电池光电转换效率的计算电池片的应用一、太阳能电池分类汇总薄膜太阳电池简介硅薄膜碲镉系(CdTe)染料薄膜和有机薄膜(TiO2)非晶,非晶/微晶(a-Si,a-Si/c-Si)FirstSolar，USUnitedSolar(~8%),EPV(5~6%)USSharp(8~10%)JapanLG,周星(~9.6%)韩国铜铟系(CIS,CIGS)化合物薄膜正泰(~9.0%),天威(6`7%),新奥(8~8.5%),金太阳(~8%%),尚德(6`7%),百世德(8~8.5%)中国LeyboldOptics(~9.5%)GermanJSTGerman山东孚日股份中国第二代：薄膜半导体转换效率(%)成本($/m2)第一代：单晶硅多晶硅丝带硅薄膜太阳能电池–打破成本瓶颈电池厚度（微米）光吸收薄膜电池–材料用量仅为百分之一！•硅片在晶体硅电池组件成本中约占65%-90%•簿膜半导体材料只需晶体硅1%厚度即可几乎全部吸收太阳辐射能，从而大量节省原料薄膜电池产业化–几种技术的比较中低高薄膜电池产业化–可能遇到的问题•薄膜太阳能电池发电成本有望最终达到6-9美分/KWh•使光伏发电为解决世界能源、环境问题作出实质性贡献•能否把握机遇，实现薄膜电池产业化是关键!晶硅/微晶硅碲化镉铜铟镓硒效率较低产业化尚需时间短期硅可能短缺镉的毒性问题某些市场较难进入（如家用系统）碲产量较少，价格可能上涨产业化尚需较长时间铟储量限，价格可能大幅上涨2007年445MW2008年988.8MW2006年370MW•增长120%•增长122%2009年19.8%占太阳能电池的发展现状我国高度重视太阳能电池技术的研发和产业化，与国际先进水平差距逐步缩小，积极有序地发展。截至2008年底，我国已建成并投产的14家薄膜太阳能电池企业的产能约达125.9MW，年产量约为46MW。截止2009年底，已开工建设和已开展前期工作宣布建设的薄膜太阳能电池项目将近40个，按其规划，2014年前全部建成后的产能将高达约4000MW。薄膜太阳能电池目前薄膜太阳能电池按材料可分为硅薄膜型、化合物半导体薄膜型和有机薄膜型。化合物半导体薄膜型又分为非结晶型和磷化锌等。以硅为主的太阳能电池从1954年第一块单晶硅太阳电池开始,已经获得了极大的发展和演化。第一代单晶硅太...
