1、硅太陽能電池
硅太陽能電池分為單晶硅太陽能電池、多晶硅薄膜太陽能電池和非晶硅薄膜太陽能電池。
單晶硅太陽能電池具有電池轉換效率,其技術也是最成熟的。實驗室中最高的轉換效率為24.7%,生產規模的生產率為15%。它在大規模應用和工業生產中仍然占主導地位。然而,由于單晶硅的成本高,很難大幅降低成本。為了節省硅材料,多晶硅和非晶硅薄膜的發展出現了,作為單晶硅太陽能電池的替代品。
與單晶硅相比,多晶硅薄膜太陽能電池的成本更低。同時,它比非晶硅薄膜電池具有更高的效率。其最高轉換效率在實驗室中為18%,在工業規模上為10%。因此,多晶硅薄膜電池將很快主導太陽能市場。
非晶硅薄膜太陽能電池具有成本低、轉換效率高、易于批量生產等優點,具有巨大潛力。但由于其材料引起的光電效率衰減效應,穩定性不高,直接影響其實際應用。如果能進一步解決穩定性問題,提高轉化率,那么,非晶硅太陽能電池無疑是太陽能電池的主要發展方向之一。
2、多化合物薄膜太陽能電池
多化合物薄膜太陽能電池的材料是無機鹽,包括砷化鎵III-V化合物、硫化鎘、硫化鎘和銅閉塞硒薄膜電池。
硫化鎘、碲化鎘多晶薄膜電池比非晶硅薄膜太陽能電池效率更高,比單晶硅電池成本更低,也易于大規模生產。但鎘劇毒,會造成嚴重的環境污染;因此,它不是晶體硅太陽能電池的理想替代品。
砷化鎵III-V族復合電池的轉換效率可達28%。砷化鎵化合物具有非常好的光學帶隙和高吸收效率。它們具有很強的抗輻照能力,對熱不敏感,適用于制造高效單結電池。然而,砷化鎵材料的價格較高,這在很大程度上限制了砷化鎵電池的普及。
銅銦硒薄膜電池(簡稱CIS)適用于光電轉換。沒有光降解問題。它們具有與多晶硅相同的轉換效率。CIS具有價格低廉、性能好、工藝簡單等優點,將是太陽能電池未來發展的重要方向。唯一的問題是材料的來源,因為銦和硒是相對稀有的元素,因此,這種電池的發展必須受到限制。
3、聚合物多層修飾電極型太陽能電池
用有機聚合物替代無機材料是新開始的太陽能電池制造的研究主任。有機材料具有柔韌性好、易于制造、材料來源廣泛、成本低等優點,對太陽能的大規模利用和低成本電能的提供具有重要意義。然而,用有機材料生產太陽能電池的研究才剛剛開始,它們的壽命和電池效率都無法與無機材料,尤其是硅電池相提并論。能否發展成實用產品,還需要進一步探索。
4、納米晶太陽能電池
納米晶TiO 2化學太陽能電池是一種新開發的產品。其優點是成本低,工藝簡單,性能穩定。同時,其光電效率穩定在10%以上,生產成本僅為硅太陽能電池的1/5至1/10,而其壽命可達20年以上。
然而,由于此類電池的研發剛剛起步,估計納米晶太陽能電池將在不久的將來逐步進入市場。
5、有機太陽能電池
有機太陽能電池,顧名思義,是形成有機材料的太陽能電池。我們不熟悉有機太陽能電池,這是一件合理的事情。今天超過95%的太陽能電池是硅基的,而剩余的太陽能電池中只有不到5%是由其他無機材料制成的。
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