有几种类型的材料用于制造薄膜太阳能电池。在本节中,我们将解释碲化镉 (CdTe) 薄膜电池以及铜铟镓硒 (CIGS) 薄膜电池,「美能光伏」本期将帮助大家继续来了解光伏材料技术。


碲化镉 (CdTe) 薄膜电池

碲化镉(CdTe)薄膜太阳能技术于1972年由邦内特,D.和拉本霍斯特,H.向世界公布,当时他们测试了硫化镉(CdS)/ CdTe异质结,其效率为6%。该技术已经过改进,可降低制造成本并提高效率。

CdTe太阳能电池使用基于p-n异质结制造的,异质结结合了p掺杂的碲化镉层和n掺杂的CdS层也可以用氧化镁锌(MZO)制成。为了在衬底上沉积材料,制造商使用化学气相沉积技术或近距离升华技术。在吸收层,CdTe薄膜太阳能电池包括通常由氟掺杂锡氧化物(SnO2:F)或类似材料制成的透明导电氧化物(TCO)层,这些电池的电极由碲化锌(ZnTe)制成。
CdTe薄膜太阳能电池板在标准测试条件(STC)下达到了19%的效率,但晶体硅太阳能电池的效率达到了22.1%。该技术目前占全球市场份额的5.1%,仅次于占据90.9%市场份额的晶体硅太阳能电池板。CdTe薄膜太阳能电池板的成本约为0.40美元/瓦。

碲化镉 (CdTe) 薄膜电池结构图


美能电流连续性测试系统

美能能源电流连续性测试系统是专门为IEC61215标准中10.11高低温循环实验条款、10.12湿冻实验条款。主要包括提供稳定直流电、电流记录、温度记录和温度控制功能,通过温度控制直流电源的开启,对多路电流、多路温度长期实时监控。与高低温循环箱配合使用,可对多个组件内部电路导通性监控。判断太阳能电池组件在高低温交变环境下材料的抗疲劳性、层压工艺的合理性、焊接质量的稳定性



铜铟镓硒 (CIGS) 薄膜电池

CIS薄膜太阳能电池是由Hahn,H于1953年合成的。铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池的第一个进展是在1981年,当时波音公司创造了效率为9.4%的铜硒化铟(CuInSe2或CIS)太阳能电池,1995年,国家可再生能源实验室(NREL)的研究人员制造出第一个铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池,据报道效率为17.1%

铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池板的制造在整个历史中都有所改进。目前,CIGS薄膜太阳能电池是通过溅射工艺在基板上放置钼(Mo)电极层来制造的。衬底通常由聚酰亚胺或金属箔制成。
吸收层是通过结合p-n异质结制造的。P掺杂层由铜铟镓硒(CIGS)制成,镀设在电极上方,通过化学浴沉积形成CdSn掺杂缓冲液。
为了保护CIGS薄膜太阳能电池板的吸收层,在CdS缓冲液上方放置了一层本征氧化锌(i-ZnO)。这些材料最终覆盖着由铝掺杂氧化锌(Al:ZnO)制成的厚AZO化合物层,作为TCO层以保护电池。
NREL制造的第一块CIGS薄膜太阳能电池板的效率为17.1%,但有史以来最高效的太阳能电池板的效率为23.4%,由Solar Frontier于2019年制造。CIGS技术在未来可能会更有前途,因为这些材料可以达到33%的理论效率。
由于其耐低温性和在空间低强度光条件下的出色性能,因此主要用于空间应用,CIGS电池在常规应用中并不那么受欢。成本相对比其他技术昂贵,目前的价格略高于0.60美元/瓦,但未来的制造业世代承诺降低这些面板的成本。虽然CIGS薄膜太阳能电池板在市场上还没有像CdTe电池那样受欢迎,但CIGS技术仍然占据了2.0%的光伏市场份额。考虑到薄膜太阳能组件仅占据约10%的市场份额,这仍然是一种非常流行的薄膜太阳能技术。

薄膜电池还有着各种各样的技术,我们今天分享了解了其中的两种光伏技术,「美能光伏」下期会继续分享薄膜太阳能电池材料。

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