碲化镉薄膜太阳能电池的国外碲化镉薄膜太阳能电池产业状况及趋势
碲化镉薄膜太阳能电池在生产成本大大低于晶体硅和其他材料的太阳能电池技术,其次它和太阳的光谱最一致,可吸收95%以上的阳光。标准工艺,低能耗,生命周期结束后,可回收,强弱光均可发电,温度越高表现越好。拥有这么多优势的碲化镉薄膜太阳能电池在全球市场占有率上已经开始向传统晶体硅太阳能电池发起了挑战,碲化镉薄膜太阳能电池的领军企业美国First Solar公司一度成为全球市值最高的太阳能电池企业。然而,碲化镉太阳能电池自身也仍是有一些缺点。 碲是地球上的稀有元素,发展碲化镉薄膜太阳能电池面临的首要问题就是地球上碲的储藏量是否能满足碲化镉太阳能电池组件的工业化规模生产及应用。过去碲是以铜,铅,锌等矿山的伴生矿副产品形式,也就是矿渣,以及冶炼厂的阳极泥等废料的形式存在。虽然据相关报道,地球上已知有碲十数万吨,且130~140公斤碲即可以满足1MW碲化镉薄膜太阳能电池的生产需要,但是跟硅的储量根本无法相提并论。 由于碲化镉薄膜太阳能电池含有重金属元素镉,使很多人担心碲化镉太阳能电池的生产和使用对环境的影响。多年来,一些公司和专家不愿步入碲化镉太阳能电池的开发和生产就是因为这个原因。为此,美国布鲁克文国家实验室的科学家们专门研究了这个问题。他们系统研究了晶体硅太阳能电池、碲化镉太阳能电池与煤、石油、天然气等常规能源和核能的单位发电量的重金属排放量。在太阳能电池的分析中,考虑了将原始矿石加工得到制备太阳能电池所需材料、太阳能电池制备、太阳能电池的使用等全寿命周期过程。研究结果表明,石油的镉排放量是最高的,达到44.3g/GWh,煤炭次之,为3.7g/GWh。而太阳能电池的排放量均小于1g/GWh,其中又以碲化镉的镉排放量最低,为0.3 g/GWh。与天然气相同,硅太阳能电池的镉排放量大约是碲化镉太阳能电池的两倍。他们还研究了硅太阳能电池和碲化镉太阳能电池的生产与使用中其他重金属的排放。研究结果表明,碲化镉太阳能电池的砷、铬、铅、汞、镍等其他重金属的排放量也比硅太阳能电池的低。该研究报告结论基于对美国First Solar公司碲化镉薄膜太阳能电池生产线、碲化镉太阳能电池组件使用现场的系统考察,和对其他太阳能电池、能源的实际生产企业的工艺、相关产品的使用环境研究分析得出。研究结果的科学性、公正性得到国内外的认可。研究者在2006年欧洲材料年会硫系半导体光伏材料分会作的报告引起了与会人员的强烈关注。美国的研究人员还针对碲化镉薄膜太阳能电池组件使用过程中,遇到火灾等意外事故造成组件损毁时镉的污染进行了研究。他们将双玻璃封装的碲化镉薄膜太阳能电池组件在模拟建筑物发生火灾的情况下进行试验,实验温度高达1100℃。结果表明,高温下玻璃变软以至于熔化,化合物半导体薄膜被包封在软化了的玻璃中,镉流失量不到电池所含镉总量的0.04%。考虑到发生火灾的几率,得出使用过程中,镉的排放量不到0.06mg/GWh。虽然实验表明碲化镉薄膜太阳能电池组件的使用是安全的,但是建立寿命末期电池组件和损毁组件的回收机制可以增强公众的信心。分离出的Cd、Te及其他有用材料,还可用于制造生产太阳能电池组件所需的相关材料,进行循环生产。美国、欧洲的研究表明,技术上是可行的,回收材料的效益高于回收成本。事实上,美国First Solar公司的碲化镉太阳能电池组件在销售时就与用户签订了由工厂支付回收费用的回收合同。综上所述,碲化镉太阳能电池在生产、使用等方面是环境友好的。
为了降低CdTe和金属电极的接触势垒,引出电流,使金属电极与CdTe形成欧姆接触。
碲化镉薄膜太阳能电池是薄膜太阳电池中发展较快的一种光伏器件。美国南佛罗里达大学于1993年用升华法在1cm2面积上做出转换效率为15.8%的太阳电池;随后,日本Matsushita Battery研究的CdTe小面积电池在实验室里的最高转换效率为16%,成为当时碲化镉薄膜太阳能电池的最高纪录。
近年来,太阳电池的研究方向是高转换效率、低成本和高稳定性。因此,以碲化镉薄膜太阳能电池为代表的薄膜太阳电池倍受关注,许多组织和公司都开始了研究和测试。西门子开发的面积为3600cm2的碲化镉薄膜太阳能电池转换效率达到11.1%的水平;美国国家可再生能源实验室公布了Solar Cells公司的面积为6879cm2的碲化镉薄膜太阳能电池的测试结果,其转换效率达到7.7%;Bp Solar的碲化镉薄膜太阳能电池面积为4540cm2,转换效率为8.4%,面积为706cm2,转换效率达到10.1%;Goldan Photon的碲化镉薄膜太阳能电池,面积为3528cm2,转换效率为7.7%。详细情况见下表: 小面积单体电池研究机构 面积/cm2 开路电压/V 转换效率/% Matsushita 1.0 / 16 USF 0.928 0.845 15.8 SCI 0.27 0.839 13.3 CSM 0.10 0.778 12.9 NREL 0.69 0.823 12.8 大面积单体电池研究机构 面积/cm2 功率/W 转换效率/% BP Solar 4540 38.2 8.4 SCI 6728 61 9.1 GP 3528 27.2 7.7 Matsushita 1200 10 8.7 人们认为,碲化镉薄膜太阳能电池是太阳能电池中最容易制造的,因而它向商品化进展最快。 提高效率就是要对电池结构及各层材料工艺进行优化,适当减薄窗口层CdS 的厚度,可减少入射光的损失,从而增加电池短波响应以提高短路电流密度,较高转换效率的碲化镉薄膜太阳能电池就采用了较薄的CdS 窗口层。要降低成本,就必须将CdTe 的沉积温度降到550 ℃以下,以适于使用廉价的玻璃作衬底;实验室成果想要走向产业,必须经过组件以及生产模式的设计、研究和优化过程。近年来,已经有许多国家的研究小组已经能够制造出转换效率12%以上的碲化镉薄膜太阳能电池。
在广泛深入的应用研究基础上,国际上许多国家的CdTe电池已由实验室研究阶段开始走向规模工业化生产。1998年美国的碲化镉薄膜太阳能电池产量只有0.2MW,而在2010年,美国第一光伏的年CoTe生产量达到了2.2GW,商业模块平均效率为11.7%,而生产成本却低至0.75美元/瓦,并且宣布在今后的几年内会更低。
美国与印度眼红的发电玻璃,制作原理是什么?
不过碲化镉的缺点也比较明显,会被硝酸分解,同时潮湿的环境中容易被氧化,所以它的使用寿命不长。发电玻璃的原理。利用碲化镉制作电池全称碲化镉薄膜太阳能电池,制作的流程并不复杂。首先将钢化玻璃上物理或者化学电镀透明导电氧化物薄膜,将玻璃附加了导电特性,这就是TOC玻璃。第二步就是将碲化镉发电...
太阳能薄膜的成本主要高在哪
CdTe是一种II-VI族化合物半导体,吸收率高,仅1微米(μm)厚就可以吸收90%以上的可见光,是单晶硅的1\/100,非常适合于制作成薄膜太阳电池的吸收层,是实现低成本和低能耗的重要前提。碲化镉薄膜太阳能电池组件的温度系数约为-0.25%\/℃,比晶体硅太阳能电池低一半左右,所以,其发电量比标称功率相同...
碲化镉薄膜太阳能电池的碲化镉薄膜太阳能电池的优点
为了降低CdTe和金属电极的接触势垒,引出电流,使金属电极与CdTe形成欧姆接触。
多元化合物薄膜太阳能电池是由什么组成的?
多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐,其主要包括砷化镓III-V族化合物、硫化镉、硫化镉及铜锢硒薄膜电池等。硫化镉、碲化镉多晶薄膜电池的效率较非晶硅薄膜太阳能电池效率高,成本较单晶硅电池低,并且也易于大规模生产,但由于镉有剧毒,会对环境造成严重的污染,因此,并不是晶体硅太阳能电池最理想的...
光伏到底是单晶硅好还是碲化镉玻璃好?
光伏(Photovoltaics,PV)是一种将太阳能转化为电能的技术。单晶硅和碲化镉都是制造光伏电池的材料,但各有优势和劣势。单晶硅光伏电池:单晶硅是目前最常用的光伏电池材料。它具有高的能量转换效率,通常在20-25%左右。此外,单晶硅电池的寿命长,可以达到25年以上。然而,单晶硅电池的制造过程需要大量的...
汉能太阳能薄膜发电电池使用寿命一般有多少年
一般是10年。薄膜太阳电池的光电转化效率并没有传统晶体硅电池转化效率高。薄膜太阳电池的转化效率之提升是太阳能科技界正在不断研究的主方向。截止目前,实验室中碲化镉薄膜太阳电池的光电转化效率已达21.5%。First Solar公司是全球最大的碲化镉太阳能电池组件生厂商,其计划在2015年内实现相关组件的效率...
cdte是什么材料
cdte是碲化镉,碲是氧族元素,显-2价,镉显+2价。碲化镉可用来制作碲化镉薄膜太阳能电池。
薄膜太阳能电池的种类
CIS作为太阳能电池的半导体材料,具有价格低廉,性能良好和工艺简单等优点。 CdTe是Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体,带隙1.5eV,与太阳光谱非常匹配,最适合于光电能量转换,是一种良好的PV材料,具有很高的理论效率(28%),性能很稳定,一直被光伏界看重,是技术上发展较快的一种薄膜电池。碲化镉容易沉积成大面积的薄膜,沉积速率也高...
CdTe薄膜太阳能电池的碲化镉薄膜太阳能电池的制备方法
可以由多种方法制备,如化学水浴沉积(CBD)、近空间升华法、丝网印刷、溅射、蒸发等。一般的工业化和实验室都采用CBD的方法,这是因为CBD法的成本低和生成的CdS能够与TCO形成良好的致密接触。
发电玻璃有什么作用呢?
光伏玻璃是一种通过层压入太阳电池,能够利用太阳辐射发电,并具有相关电流引出装置以及电缆的特种玻璃。它有着美观、透光可控、节能发电且它不需燃料,不产生废气,无余热,无废渣,无噪音污染的优点,应用非常广泛,如:太阳能智能窗,太阳能凉亭和光伏玻璃建筑顶棚,以及光伏玻璃幕墙等等。光伏玻璃可分为...
察娇安宝: 碲化镉薄膜太阳能电池是薄膜太阳电池中发展较快的一种光伏器件.美国南佛罗里达大学于1993年用升华法在1cm2面积上做出转换效率为15.8%的太阳电池;随后,日本Matsushita Battery研究的CdTe小面积电池在实验室里的最高转换效率为16...
隆化县19691021120: 太阳能光伏行业,哪些国家做的比较好?薄膜电池方面哪些公司做的比较棒! - ?
察娇安宝: 晶硅,中国产能最大,约占世界一半.至于做的好的,中国尚德的冥王星多晶硅电池宣称世界第一,日本三洋的HIT电池世界最高效率.澳大利亚的新南威尔士大学,是晶硅电池人才的摇篮,也是太阳能之父的诞生地.欧洲和美国虽然产量没中...
隆化县19691021120: 汉能太阳能薄膜发电电池使用寿命一般有多少年 - ?
察娇安宝: 一般是10年.薄膜太阳电池的光电转化效率并没有传统晶体硅电池转化效率高.薄膜太阳电池的转化效率之提升是太阳能科技界正在不断研究的主方向.截止目前,实验室中碲化镉薄膜太阳电池的光电转化效率已达21.5%.First Solar公司是全球最大的碲化镉太阳能电池组件生厂商,其计划在2015年内实现相关组件的效率达到16%.目前,铜铟镓硒薄膜太阳电池的效率也超过21%,相关组件的效率也将达到15%.当前已经实现商业化的薄膜太阳电池主要有:碲化镉薄膜太阳电池、铜铟镓硒薄膜太阳电池、 非晶体硅薄膜太阳电池.
隆化县19691021120: 碲化镉薄膜太阳能电池的介绍 - ?
察娇安宝: 碲化镉薄膜太阳能电池简称CdTe电池,它是一种以p型CdTe和n型Cd的异质结为基础的薄膜太阳能电池.
隆化县19691021120: 薄膜太阳能电池组件的制备流程是怎么样的 - ?
察娇安宝: 首先需要明确薄膜太阳能电池的范围,第一代太阳能电池是单晶和多晶硅电池,第二代太阳能电池采用了吸光系数大的材料,电池厚度不用太厚也足够吸收太阳光,因此称为薄膜太阳能电池.根据吸光材料的不同,常见的薄膜太阳能电池分类有...
隆化县19691021120: 薄膜太阳能电池需要什么材料 - ?
察娇安宝: 薄膜太阳能电池目前主要有铜铟镓硒、碲化镉、砷化镓等.铜铟镓硒是现在最成熟的一种薄膜电池,可以做成玻璃基板的也可以做成塑料或不锈钢薄膜柔性基板的薄膜电池,现在国内能够量产的主要是中益兴业全球整合的生产线和汉能收购的德国、美国生产线.另外就是碲化镉薄膜电池,国内也有几家做这方面的研究,但产量不大,生产过程对环境不友好.砷化镓薄膜电池效率高,国外的研究能做到30%以上的效率,在国内中益兴业的生产线已经可以量产,大量运用在航天航空等领域.
隆化县19691021120: 最新的太阳能电池所用薄膜是什么成分? - ?
察娇安宝: 薄膜太阳能电池分类:1.硅薄膜太阳电池,包括:非晶硅薄膜太阳能电池和晶硅薄膜太阳能电池等;2.铜铟镓锡系列薄膜电池(CIGS);3.碲化镉系列薄膜电池(CdTe);4.III-V族系列薄膜太阳能电池;5.纳米染料敏化二氧化钛薄膜太阳能电池;6.第三代太阳能电池--叠层、多能带、上下转换、冲击离子化太阳能电池等
隆化县19691021120: 世界上质量最好的太阳能薄膜发电产品是哪个国家的 - ?
察娇安宝: 中国
隆化县19691021120: 太阳能薄膜的成本主要高在哪 - ?
察娇安宝: 太阳能薄膜电池的成本主要高在生产设备科技含量高、生产工艺复杂、产能还未跟上,但同时太阳能薄膜电池材料成本低、生产流程自动化等又降低了整体成本.要真正了解太阳能电池的成本还是需要在发电原理及生产工艺上去深入认识.全球...
隆化县19691021120: 了解一下碲化镉薄膜太阳能板的制作成本 - ?
察娇安宝: 首先我们要知道并网系统需要用到哪些设备 代能太阳能发电系统的硬件主要有光伏组件、并网逆变器、线缆、支架、计量表、监控设备等.光伏组件的市场价一般在8-12元每瓦.因此,安装3KW的太阳能发电系统,造价大约在2.4-3万元左右....