多晶硅太陽(yáng)電池使用的多晶硅材料,多半是含有大量單晶顆粒的集合體,或用廢次單晶硅材料和冶金級(jí)硅材料熔化澆鑄而成,然后注入石墨鑄模中,待慢慢凝固冷卻后,即得多晶硅錠。這種硅錠可鑄成立方體,以便切片加工成方形太陽(yáng)電池片,可提高材料的利用率,組裝較為方便。多晶硅太陽(yáng)電池的制作工藝與單晶硅太陽(yáng)電池差不多,多晶硅太陽(yáng)電池片的光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)13%~16%,多晶硅太陽(yáng)組件的轉(zhuǎn)換效率一般在11%~15%,稍低于單晶硅太陽(yáng)電池,但其材料制造簡(jiǎn)便,電耗低,總的生產(chǎn)成本較低,組件價(jià)格略低于單晶硅太陽(yáng)電池組件,因此得到廣泛應(yīng)用,尤其適合土地資源豐富地區(qū)的工程大面積應(yīng)用。
圖5-3 多晶硅太陽(yáng)電池
1.2薄膜太陽(yáng)電池
薄膜太陽(yáng)電池包括硅薄膜太陽(yáng)電池(非晶硅、微晶硅、納米晶硅等)、多元化合物薄膜太陽(yáng)電池(硫化鎘、硒銦銅、碲化鎘、砷化鎵、磷化銦、銅銦鎵硒等)、染料敏化薄膜太陽(yáng)電池、有機(jī)薄膜太陽(yáng)電池等。
非晶硅薄膜太陽(yáng)電池與單晶硅和多晶硅太陽(yáng)電池的制作方法完全不同,硅材料消耗很少,生產(chǎn)電耗更低,規(guī)模生產(chǎn)前景很好。非晶硅太陽(yáng)電池很薄,可以制成疊層式,或采用集成電路的方法制造,在一個(gè)平面上,用適當(dāng)?shù)难谀9に?,一次制作多個(gè)串聯(lián)電池,以獲得較高的電壓。目前非晶硅太陽(yáng)電池光電轉(zhuǎn)換效率一般能達(dá)到10%~12%,電池組件的系統(tǒng)效率一般為6%~8%。
圖1-3 非晶硅薄膜太陽(yáng)電池
有機(jī)太陽(yáng)電池以其材料來(lái)源廣泛,制作成本低廉,耗能少,可彎曲,易于大規(guī)模生產(chǎn)等突出優(yōu)勢(shì)顯示了其巨大開(kāi)發(fā)潛力,但目前的光電轉(zhuǎn)換效率較低,未形成產(chǎn)業(yè)化。
染料敏化納米薄膜太陽(yáng)電池的性能主要是由納米多孔TiO2薄膜、染料光敏化劑、電解質(zhì)、反電極(光陰極)等幾個(gè)主要部分決定的。通過(guò)優(yōu)化電池各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)和材料的性能,并通過(guò)小面積的系列實(shí)驗(yàn)和優(yōu)化組合實(shí)驗(yàn)來(lái)檢測(cè)各項(xiàng)參數(shù)對(duì)電池性能的影響,光電轉(zhuǎn)換效率最高可達(dá)9%,未形成產(chǎn)業(yè)化。
非晶薄膜太陽(yáng)電池除了薄膜厚度非常薄、只需少量的原料等因素而使得電池組件的價(jià)格較晶體硅太陽(yáng)電池便宜外,其弱光發(fā)電性能和功率溫度系數(shù)較晶體硅太陽(yáng)電池好,相比同等條件下晶體硅電池可多發(fā)電。根據(jù)目前世界各國(guó)薄膜太陽(yáng)電池的應(yīng)用情況來(lái)看,薄膜太陽(yáng)電池為主流產(chǎn)品尤其在土地資源豐富地區(qū)的工程上得到了廣泛應(yīng)用。