薄膜太陽能電池有哪些？薄膜太陽能電池的種類介紹

薄膜太陽能電池這個(gè)名字就是根據(jù)其厚度特征定義出來的。硅晶太陽能電池有350微米左右厚的吸光層，但是薄膜太陽能電池的吸光層只有1微米厚。1微米也就是1米的百萬分之一。

1．非晶硅

非晶硅薄膜是太陽能電池核心原材料之一，也稱微晶硅。按照材料的不同，當(dāng)前硅太陽能電池可分為三類單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池和薄膜太陽能電池三種。非晶硅薄膜就是相對(duì)于單晶硅和多晶硅來說的。薄膜太陽電池作為一種新型太陽能電池，由于其原材料來源廣泛、生產(chǎn)成本低、便于大規(guī)模生產(chǎn)，因而具有廣闊的市場(chǎng)前景。薄膜電池基本上分為非／微晶硅薄膜電池、CIGS薄膜電池和CdTe薄膜電池三種。

其中，GIGS的轉(zhuǎn)換效率最高，約為10％～12％，CdTe的轉(zhuǎn)換效率次之，約為8．5％～10．5％，非／微晶電池最低，一般為6％～8％；但從原材料的可獲取性來看，非／微晶電池的原材料為硅烷，最為普遍，而另外兩種電池的原材料中均包含稀有元素化合物，可獲取性較低。近年來，非晶硅薄膜太陽電池逐漸從各種類型的太陽電池中脫穎而出，在全球范圍內(nèi)掀起了一股投資熱潮。大尺寸玻璃基板薄膜太陽電池投入市場(chǎng)，必將極大地加速光伏建筑一體化、屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)以及光伏電站等的推廣和普及。同時(shí)，非晶硅薄膜電池在高氣溫條件下衰減微弱，所以也適合高溫、荒漠地區(qū)建設(shè)電站。

2．銅銦鎵硒電池板

CIGS是太陽能薄膜電池CuInxGa（1－x）Se2的簡(jiǎn)寫，其具有穩(wěn)定性好、抗輻照性能好、成本低、效率高等優(yōu)點(diǎn)。小樣品CIGS薄膜太陽能電池的最高轉(zhuǎn)化效率2014年12月刷新為21．7％，由德國(guó)太陽能和氫能研究機(jī)構(gòu)ZSW采用共蒸鍍法制備。

大面積電池組件轉(zhuǎn)化效率及產(chǎn)量根據(jù)各公司制備工藝不同而有所不同，一般在10％～15％范圍內(nèi)。銅銦鎵硒薄膜太陽電池具有生產(chǎn)成本低、污染小、不衰退、弱光性能好等特點(diǎn)，光電轉(zhuǎn)換效率居各種薄膜太陽能電池之首，接近晶體硅太陽電池，而成本則是晶體硅電池的三分之一，被國(guó)際上稱為“下一時(shí)代非常有前途的新型薄膜太陽電池”。

此外，該電池具有柔和、均勻的黑色外觀，是對(duì)外觀有較高要求場(chǎng)所的理想選擇，如大型建筑物的玻璃幕墻等，在現(xiàn)代化高層建筑等領(lǐng)域有很大市場(chǎng)。

雖然CIGS電池具有高效率和低材料成本的優(yōu)勢(shì)，但他也面臨三個(gè)主要的問題

（1）制程復(fù)雜，投資成本高

（2）關(guān)鍵原料的供應(yīng)不足

（3）緩沖層CdS具有潛在的毒性。

3．碲化鎘

CdTe是Ⅱ－Ⅵ族化合物半導(dǎo)體，帶隙1．5eV，與太陽光譜非常匹配，最適合于光電能量轉(zhuǎn)換，是一種良好的PV材料，具有很高的理論效率（28％），性能很穩(wěn)定，一直被光伏界看重，是技術(shù)上發(fā)展較快的一種薄膜電池。碲化鎘容易沉積成大面積的薄膜，沉積速率也高。CdTe薄膜太陽電池是太陽能電池中最容易制造的，因而它向商品化進(jìn)展最快。提高效率就是要對(duì)電池結(jié)構(gòu)及各層材料工藝進(jìn)行優(yōu)化，適當(dāng)減薄窗口層CdS的厚度，可減少入射光的損失，從而增加電池短波響應(yīng)以提高短路電流密度，較高轉(zhuǎn)換效率的CdTe電池就采用了較薄的CdS窗口層而創(chuàng)了最高紀(jì)錄。要降低成本，就必須將CdTe的沉積溫度降到550℃以下，以適于廉價(jià)的玻璃作襯底；實(shí)驗(yàn)室成果走向產(chǎn)業(yè)，必須經(jīng)過組件以及生產(chǎn)模式的設(shè)計(jì)、研究和優(yōu)化過程。

4．有機(jī)薄膜太陽能電池

有機(jī)太陽能電池，顧名思義，就是由有機(jī)材料構(gòu)成核心部分的太陽能電池。主要是以具有光敏性質(zhì)的有機(jī)物作為半導(dǎo)體的材料，以光伏效應(yīng)而產(chǎn)生電壓形成電流，實(shí)現(xiàn)太陽能發(fā)電的效果。有機(jī)薄膜太陽能電池具有材料潛在的低價(jià)格、加工容易、可大面積成膜、分子及薄膜性質(zhì)的可設(shè)計(jì)性、質(zhì)輕、柔性等顯著優(yōu)點(diǎn)，但有機(jī)半導(dǎo)體的載流子遷移率較無機(jī)半導(dǎo)體低、穩(wěn)定性差。目前有機(jī)太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率很低，只有將光電轉(zhuǎn)換效率提高到5％以上才可能大規(guī)模應(yīng)用。