1、硅太阳能电池
硅太阳能电池分为单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池。
单晶硅太阳能电池具有电池转换效率,其技术也是最成熟的。实验室中最高的转换效率为24.7%,生产规模的生产率为15%。它在大规模应用和工业生产中仍然占主导地位。然而,由于单晶硅的成本高,很难大幅降低成本。为了节省硅材料,多晶硅和非晶硅薄膜的发展出现了,作为单晶硅太阳能电池的替代品。
与单晶硅相比,多晶硅薄膜太阳能电池的成本更低。同时,它比非晶硅薄膜电池具有更高的效率。其最高转换效率在实验室中为18%,在工业规模上为10%。因此,多晶硅薄膜电池将很快主导太阳能市场。
非晶硅薄膜太阳能电池具有成本低、转换效率高、易于批量生产等优点,具有巨大潜力。但由于其材料引起的光电效率衰减效应,稳定性不高,直接影响其实际应用。如果能进一步解决稳定性问题,提高转化率,那么,非晶硅太阳能电池无疑是太阳能电池的主要发展方向之一。
2、多化合物薄膜太阳能电池
多化合物薄膜太阳能电池的材料是无机盐,包括砷化镓III-V化合物、硫化镉、硫化镉和铜闭塞硒薄膜电池。
硫化镉、碲化镉多晶薄膜电池比非晶硅薄膜太阳能电池效率更高,比单晶硅电池成本更低,也易于大规模生产。但镉剧毒,会造成严重的环境污染;因此,它不是晶体硅太阳能电池的理想替代品。
砷化镓III-V族复合电池的转换效率可达28%。砷化镓化合物具有非常好的光学带隙和高吸收效率。它们具有很强的抗辐照能力,对热不敏感,适用于制造高效单结电池。然而,砷化镓材料的价格较高,这在很大程度上限制了砷化镓电池的普及。
铜铟硒薄膜电池(简称CIS)适用于光电转换。没有光降解问题。它们具有与多晶硅相同的转换效率。CIS具有价格低廉、性能好、工艺简单等优点,将是太阳能电池未来发展的重要方向。唯一的问题是材料的来源,因为铟和硒是相对稀有的元素,因此,这种电池的发展必须受到限制。
3、聚合物多层修饰电极型太阳能电池
用有机聚合物替代无机材料是新开始的太阳能电池制造的研究主任。有机材料具有柔韧性好、易于制造、材料来源广泛、成本低等优点,对太阳能的大规模利用和低成本电能的提供具有重要意义。然而,用有机材料生产太阳能电池的研究才刚刚开始,它们的寿命和电池效率都无法与无机材料,尤其是硅电池相提并论。能否发展成实用产品,还需要进一步探索。
4、纳米晶太阳能电池
纳米晶TiO 2化学太阳能电池是一种新开发的产品。其优点是成本低,工艺简单,性能稳定。同时,其光电效率稳定在10%以上,生产成本仅为硅太阳能电池的1/5至1/10,而其寿命可达20年以上。
然而,由于此类电池的研发刚刚起步,估计纳米晶太阳能电池将在不久的将来逐步进入市场。
5、有机太阳能电池
有机太阳能电池,顾名思义,是形成有机材料的太阳能电池。我们不熟悉有机太阳能电池,这是一件合理的事情。今天超过95%的太阳能电池是硅基的,而剩余的太阳能电池中只有不到5%是由其他无机材料制成的。
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