太陽(yáng)能電池的種類有哪些
一、按結(jié)晶狀態(tài)分
可分為結(jié)晶系薄膜式和非結(jié)晶系薄膜式(以下表示為a-)兩大類,,而前者又分為單結(jié)晶形和多結(jié)晶形,。
二、按材料分
可分為硅薄膜形,、化合物半導(dǎo)體薄膜形和有機(jī)膜形,,而化合物半導(dǎo)體薄膜形又分為非結(jié)晶形(a-Si:H,a-Si:H:F,,a-SixGel-x:H等)、ⅢV族(GaAs,,InP等),、ⅡⅥ族(Cds系)和磷化鋅(Zn 3 p 2)等。
三,、按材料分
太陽(yáng)能電池根據(jù)所用材料的不同,,還可分為:硅太陽(yáng)能電池、多元化合物薄膜太陽(yáng)能電池,、聚合物多層修飾電極型太陽(yáng)能電池,、納米晶太陽(yáng)能電池、有機(jī)太陽(yáng)能電池,、塑料太陽(yáng)能電池,,其中硅太陽(yáng)能電池是目前發(fā)展最成熟的,在應(yīng)用中居主導(dǎo)地位,。
1,、硅太陽(yáng)能電池
硅太陽(yáng)能電池分為單晶硅太陽(yáng)能電池、多晶硅薄膜太陽(yáng)能電池和非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池三種,。
單晶硅太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率最高,,技術(shù)也最為成熟。在實(shí)驗(yàn)室里最高的轉(zhuǎn)換效率為24.7%,,規(guī)模生產(chǎn)時(shí)的效率為15%(截止2011,,為18%)。在大規(guī)模應(yīng)用和工業(yè)生產(chǎn)中仍占據(jù)主導(dǎo)地位,,但由于單晶硅成本價(jià)格高,,大幅度降低其成本很困難,,為了節(jié)省硅材料,發(fā)展了多晶硅薄膜和非晶硅薄膜作為單晶硅太陽(yáng)能電池的替代產(chǎn)品,。
多晶硅薄膜太陽(yáng)能電池與單晶硅比較,,成本低廉,而效率高于非晶硅薄膜電池,,其實(shí)驗(yàn)室最高轉(zhuǎn)換效率為18%,,工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的轉(zhuǎn)換效率為10%(截止2011,為17%),。因此,,多晶硅薄膜電池不久將會(huì)在太陽(yáng)能電池市場(chǎng)上占據(jù)主導(dǎo)地位。
非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池成本低重量輕,,轉(zhuǎn)換效率較高,,便于大規(guī)模生產(chǎn),有極大的潛力,。但受制于其材料引發(fā)的光電效率衰退效應(yīng),,穩(wěn)定性不高,直接影響了它的實(shí)際應(yīng)用,。如果能進(jìn)一步解決穩(wěn)定性問(wèn)題及提高轉(zhuǎn)換率問(wèn)題,,那么,非晶硅太陽(yáng)能電池?zé)o疑是太陽(yáng)能電池的主要發(fā)展產(chǎn)品之一,。
2,、多晶體薄膜太陽(yáng)能電池
多晶體薄膜電池硫化鎘、碲化鎘多晶薄膜電池的效率較非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池效率高,,成本較單晶硅電池低,,并且也易于大規(guī)模生產(chǎn),但由于鎘有劇毒,,會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染,,因此,并不是晶體硅太陽(yáng)能電池最理想的替代產(chǎn)品,。
砷化鎵(GaAs)III-V化合物電池的轉(zhuǎn)換效率可達(dá)28%,,GaAs化合物材料具有十分理想的光學(xué)帶隙以及較高的吸收效率,抗輻照能力強(qiáng),,對(duì)熱不敏感,,適合于制造高效單結(jié)電池。但是GaAs材料的價(jià)格不菲,,因而在很大程度上限制了用GaAs電池的普及,。
銅銦硒薄膜電池(簡(jiǎn)稱CIS)適合光電轉(zhuǎn)換,不存在光致衰退問(wèn)題,轉(zhuǎn)換效率和多晶硅一樣,。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,,由于銦和硒都是比較稀有的元素,因此,,這類電池的發(fā)展又必然受到限制,。
3、有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池
以有機(jī)聚合物代替無(wú)機(jī)材料是剛剛開始的一個(gè)太陽(yáng)能電池制造的研究方向,。由于有機(jī)材料柔性好,,制作容易,材料來(lái)源廣泛,,成本低等優(yōu)勢(shì),,從而對(duì)大規(guī)模利用太陽(yáng)能,提供廉價(jià)電能具有重要意義,。但以有機(jī)材料制備太陽(yáng)能電池的研究?jī)H僅剛開始,,不論是使用壽命,還是電池效率都不能和無(wú)機(jī)材料特別是硅電池相比,。能否發(fā)展成為具有實(shí)用意義的產(chǎn)品,,還有待于進(jìn)一步研究探索。
4,、納米晶太陽(yáng)能電池
納米 晶體化學(xué)能太陽(yáng)能電池是新近發(fā)展的,優(yōu)點(diǎn)在于它廉價(jià)的成本和簡(jiǎn)單的工藝及穩(wěn)定的性能,。其光電效率穩(wěn)定在10%以上,,制作成本僅為硅太陽(yáng)電池的1/5~1/10.壽命能達(dá)到20年以上。
此類電池的研究和開發(fā)剛剛起步,,不久的將來(lái)會(huì)逐步走上市場(chǎng),。
5、有機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池
有機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池,,就是由有機(jī)材料構(gòu)成核心部分的太陽(yáng)能電池,。大家對(duì)有機(jī)太陽(yáng)能電池不熟悉,這是情理中的事,。如今量產(chǎn)的太陽(yáng)能電池里,,95%以上是硅基的,而剩下的不到5%也是由其它無(wú)機(jī)材料制成的,。
6,、染料敏化太陽(yáng)能電池
染料敏化太陽(yáng)能電池,是將一種色素附著在TiO2粒子上,,然后浸泡在一種電解液中,。色素受到光的照射,,生成自由電子和空穴。自由電子被TiO2吸收,,從電極流出進(jìn)入外電路,,再經(jīng)過(guò)用電器,流入電解液,,最后回到色素,。染料敏化太陽(yáng)能電池的制造成本很低,這使它具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力,。它的能量轉(zhuǎn)換效率為12%左右,。
7、塑料太陽(yáng)能電池
塑料太陽(yáng)能電池以可循環(huán)使用的塑料薄膜為原料,,能通過(guò)“卷對(duì)卷印刷”技術(shù)大規(guī)模生產(chǎn),,其成本低廉、環(huán)保,。但塑料太陽(yáng)能電池尚不成熟,,預(yù)計(jì)在未來(lái)5年到10年,基于塑料等有機(jī)材料的太陽(yáng)能電池制造技術(shù)將走向成熟并大規(guī)模投入使用,。
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