薄膜太陽能電池的類型及其優(yōu)缺點詳解

薄膜型太陽能電池由于使用材料較少，就每一模塊的成本而言比起堆積型太陽能電池有著明顯的減少，制造程序上所需的能量也較堆積型太陽能電池來的小，它同時也擁有整合型式的連接模塊，這樣可省下獨立模塊所需在固定和內(nèi)部連接的成本。薄膜太陽能電池是緩解能源危機的新型光伏器件。

薄膜太陽能電池的類型

現(xiàn)在，薄膜太陽能電池要達到兩個目標一是要具有足夠的柔韌性，能夠在大型建筑材料表面附著，二是要實現(xiàn)和傳統(tǒng)太陽能電池一樣的效率，甚至更高。不同的制備技術所得的薄膜太陽能板和傳統(tǒng)的太陽能板相比，具有不同的優(yōu)缺點。通常對薄膜太陽能板的命名來自于半導體材料的類型。

1、不定形硅（a-Si）

不定形硅是最早的也是最成熟的用于制作薄膜太陽能電池。這可能是因為晶體硅早已用在傳統(tǒng)太陽能電池上，人們對硅電子的性質(zhì)的了解比較透徹。

優(yōu)點與晶體硅不同，無定形硅具有較高的太陽能吸收率使其做成薄膜結(jié)構成為可能，也有效地降低了成本。由于其原料充足、無毒、物美價廉的特點，無定形硅迅速成為第一薄膜法，進軍主流。

缺點由于其轉(zhuǎn)換效率較低，所以大多數(shù)只出現(xiàn)在小規(guī)模、柔性較好的電子產(chǎn)品中。

2、碲化鎘（CdTe）

基于CdTe的太陽能電池是第二受歡迎的光伏技術，轉(zhuǎn)換效率穩(wěn)定在5%左右，制造過程簡單、迅速。可以和硅基材料相媲美，轉(zhuǎn)換效率的提高，也促進了它的應用。

優(yōu)點CdTe比硅基太陽能電池便宜，更值得注意的是，它具有最小的碳排放以及投資回收期。盡管CdTe以及其他薄膜材料，在效率方面仍然落后于傳統(tǒng)的c-Si面板。但是，差距在不斷縮小，2015年，一家叫做First Solar的公司做的CdTe太陽能面板效率能夠達到平均商業(yè)效率——16.1%。

缺點CdTe的一個主要缺點就是要用“非常的”材料來制造，鎘是一種劇毒物質(zhì)，能夠像汞一樣在食物鏈中積累，這就有悖于環(huán)境友好、安全無毒的理念。許多機構和實驗室都在尋找環(huán)境友好、轉(zhuǎn)換效率高的替代物，太陽能廠商也在探索回收和循環(huán)利用含鎘材料的方法以解決環(huán)境問題。

3、銅銦鎵硒（CIGS）

這種太陽能電池是另一種受歡迎的半導體類型。制備CIGS的技術在歐洲和日本越來越受到重視，而且世界各地的生產(chǎn)商們使用這種技術來充分發(fā)掘環(huán)境友好型材料的轉(zhuǎn)換效率的潛力。

優(yōu)點CIGS的優(yōu)點在于它是一種環(huán)境友好型材料，有利于生產(chǎn)商追求長遠利益，這種材料做成的太陽能電池相比于其他薄膜材料，具有較高的潛在效率，也有很大的熱阻。由于其不易分解，在一些使用壽命要求較高的設備中應用潛力很大。

缺點CIGS技術尚未超過傳統(tǒng)的硅基太陽能板，但它近年來，轉(zhuǎn)化效率也有明顯提升。雖然基于實驗室合成的效率超過20%，但在實際應用中效率還達不到實驗值的一半。

4、新的銅鋅錫硫方法（CZTS）

在尋找既環(huán)境友好又原料豐富的太陽能電池材料的路上，CZTS被科學家所發(fā)現(xiàn)。CZTS和CIGS在性能和制備方法上很類似，但其效率更低。

優(yōu)點CZTS是由地球上儲量豐富的銅、鋅、錫、和硫硒化物所組成。這意味著這種化合物既環(huán)保又便宜。但CdTe和CIGS中的碲和銦在地球中含量卻很稀少。

缺點CZTS現(xiàn)在仍處在發(fā)展的早期階段，為了達到商業(yè)化，提出了較高的效率要求，現(xiàn)在所能達到的轉(zhuǎn)化效率在7.6%左右。只有效率至少達到20%，才能成為同類太陽能電池的佼佼者。