薄膜太陽(yáng)能電池的優(yōu)缺點(diǎn)
文章來(lái)源:未知時(shí)間:2022-02-15
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薄膜太陽(yáng)能電池作為新能源儲(chǔ)能電池是很有發(fā)展前景的，隨著電池技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在薄膜太陽(yáng)能電池怎么樣呢？下面就不同類(lèi)型的薄膜太陽(yáng)能電池做優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比，讓大家能更好的了解這類(lèi)電池好不好。
砷化鎵薄膜太陽(yáng)能電池
GaAs屬于III-V族化合物半導(dǎo)體材料，其能隙為1.4eV，正好能高吸收率太陽(yáng)光的值，與太陽(yáng)光譜的匹配較適合，且能耐高溫，在250℃的條件下，光電轉(zhuǎn)換性能仍很良好，其最高光電轉(zhuǎn)換效率約30%，特別適合做高溫聚光薄膜太陽(yáng)能電池。砷化擦生產(chǎn)方式和傳統(tǒng)的硅晶圓生產(chǎn)方式大不相同，砷化鋒需要采用磊晶技術(shù)制造，這種磊晶圓的直徑通常為4-6英寸，比硅晶圓的12英寸要小得多。磊晶圓需要特殊的機(jī)臺(tái)，同時(shí)砷化擦原材料成本高出硅很多，最終導(dǎo)致砷化擦成品IC成本比較高。磊晶目前有兩種，一種是化學(xué)的MoCVD，一種是物理的MBE。GaAs等III-V化合物薄膜電池的制備主要采用MOVPE和LPE技術(shù)，其中MOVPE方法制備GaAs薄膜電池受襯底位錯(cuò)，反應(yīng)壓力，III-V比率，總流量等諸多參數(shù)的影響。GaAs（砷化鎊）光電池大多采用液相外延法或MOCVD技術(shù)制備。用GaAs作襯底的光電池效率高達(dá)29.5%（一般在19.5%左右），產(chǎn)品耐高溫和輻射，但生產(chǎn)成本高，產(chǎn)量受限，目前主要作空間電源用。以硅片作襯底，MOCVD技術(shù)異質(zhì)外延方法制造GaAs電池是降用低成本很有希望的方法。已研究的砷化密系列太陽(yáng)電池有單晶砷化擦，多晶砷化擦，擦鋁砷–砷化擦異質(zhì)結(jié)，金屬半導(dǎo)體砷化鎊，金屬絕緣體–半導(dǎo)體砷化密太陽(yáng)電池等。
銅銦硒薄膜太陽(yáng)能電池
銅錮硒CuInSe2簡(jiǎn)稱(chēng)CIC.CIS材料的能降為1.1eV，適于太陽(yáng)光的光電轉(zhuǎn)換，另外，CIS薄膜太陽(yáng)電池不存在光致衰退問(wèn)題。因此，CIS用作高轉(zhuǎn)換效率薄膜太陽(yáng)能電池材料也引起了人們的注目。
CIS電池薄膜的制備主要有真空蒸鍍法和硒化法。真空蒸鍍法是采用各自的蒸發(fā)源蒸鍍銅，錮和硒，硒化法是使用H2Se疊層膜硒化，但該法難以得到組成均勻的CIS。CIS薄膜電池從80年代最初8%的轉(zhuǎn)換效率發(fā)展到目前的15%左右。日本松下電氣工業(yè)公司開(kāi)發(fā)的摻鎊的CIS電池，其光電轉(zhuǎn)換效率為15.3%（面積1cm2）。1995年美國(guó)可再生能源研究室研制出轉(zhuǎn)換效率17.1%的CIS太陽(yáng)能電池，這是迄今為止世界上該電池的最高轉(zhuǎn)換效率。預(yù)計(jì)到2000年CIS電池的轉(zhuǎn)換效率將達(dá)到20%，相當(dāng)于多晶硅太陽(yáng)能電池。CIS作為太陽(yáng)能電池的半導(dǎo)體材料，具有價(jià)格低廉，性能良好和工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，將成為今后發(fā)展太陽(yáng)能電池的一個(gè)重要方向。唯一的問(wèn)題是材料的來(lái)源，由于錮和硒都是比較稀有的元素，因此，這類(lèi)電池的發(fā)展又必然受到限制。
確化鎘太陽(yáng)能電池
cdTe是IⅡ-VI族化合物半導(dǎo)體，帶隙1.5eV，與太陽(yáng)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。確化鎘容易沉積成大面積的薄膜，沉積速率也高。cdTe薄膜太陽(yáng)電池通常以Cds/CdTe異質(zhì)結(jié)為基礎(chǔ)。盡管Cds和cdTe和晶格常數(shù)相差10%，但它們組成的異質(zhì)結(jié)電學(xué)性能優(yōu)良，制成的太陽(yáng)電池的填充因子高達(dá)FF=0.75制備CdTe多晶薄膜的多種工藝和技術(shù)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)，如近空間升華、電沉積、PVD、CVD、CBD、絲網(wǎng)印刷、濺射、真空蒸發(fā)等。絲網(wǎng)印刷燒結(jié)法：由含CdTe、Cds漿料進(jìn)行絲網(wǎng)印刷CdTe、Cds膜，然后在600~700℃可控氣氛下進(jìn)行熱處理1h得大晶粒薄膜。近空間升華法：采用玻璃作襯底，襯底溫度500~600℃，沉積速率10um/min.真空蒸發(fā)法：將CdTe從約700℃加熱鉗鍋中升華，冷凝在300~400℃襯底上，典型沉積速率1nm/s.以cdTe吸收層，CdS作窗口層半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)電池的典型結(jié)構(gòu)：減反射膜/玻璃/（Sn02：F）/Cds/P-cdTe/背電極。電池的實(shí)驗(yàn)室效率不斷攀升，最近突16%。20世紀(jì)90年代初，CdTe電池已實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；a(chǎn)，但市場(chǎng)發(fā)展緩慢，市場(chǎng)份額一直徘徊在1%左右。商業(yè)化電池效率平均為8%-10%。
