碲化镉薄膜太阳能电池的碲化镉薄膜太阳能电池持续发展的可能性

碲化镉薄膜太阳能电池的国内碲化镉薄膜太阳能电池产业状况及趋势~

我国CdTe薄膜电池的研究工作开始于上世纪80年代初。内蒙古大学采用蒸发技术、北京太阳能研究所采用电沉积技术（ED）研究和制备碲化镉薄膜太阳能电池，后者研制的电池转换效率达到了5.8%。80年代中期至90年代中期，研究工作处于停顿状态。90年代后期，四川大学太阳能材料与器件研究所，在冯良桓教授的带领下在我国开展了碲化镉薄膜太阳能电池的研究，在“九五”期间，承担了科技部资助的科技攻关计划课题：“Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体多晶薄膜太阳电池的研制”，教授采用近空间升华技术研究碲化镉薄膜太阳能电池，并取得很好的成绩。最近电池转换效率已经突破13.38%，进入了世界先进行列。“十五”期间，CdTe电池研究被列入国家高技术研究发展计划“863”重点项目。经过多年几代科学工作者的不懈努力，我国正处于实验室基础研究到应用产业化的快速发展阶段，CdTe电池的研究，从原来的只有内蒙古大学、四川大学、新疆大学等几家科研院所进行，到今年的四川阿波罗太阳能科技开发股份有限公司新型薄膜CdTe/CdS太阳能电池核心材料产业化（为期两年，将建设拥有年产碲化镉50吨的生产线、硫化镉10吨生产线），使我国在CdTe电池产业化将得到长足发展，从而使我国碲化镉薄膜太阳能电池产业快速步入世界先进行列。

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。

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清涧县18991557506： 碲化镉薄膜太阳能电池的介绍 - ？
尤背达力： 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.

清涧县18991557506： 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 - ？
尤背达力： 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...

清涧县18991557506： 汉能太阳能薄膜发电电池使用寿命一般有多少年 - ？
尤背达力： 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.

清涧县18991557506： “发电玻璃”到底怎样发电 - ？
尤背达力： 所谓“发电玻璃”正确名称应该是“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CdS的异质结为基础的薄膜太阳能电池. 碲化镉薄膜太阳能电池组件分7层结构所组成: ⒈玻璃衬底:主要对电池起支架、防止污染和入...

清涧县18991557506： 太阳能薄膜的成本主要高在哪 - ？
尤背达力： 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...

清涧县18991557506： 简说晶硅和薄膜太阳能光伏发电两者的区别及优缺点 - ？
尤背达力： 薄膜优点,弱光效应好,阴天和晴天发电差距会缩小, 晶硅弱光效应差,转换率高,阴天和晴天差距一个天上一个地上,国内的目前行情,薄膜效率12%左右 晶硅18%左右

清涧县18991557506： 薄膜电池用的什么薄膜 - ？
尤背达力： 薄膜电池顾名思义就是将一层薄膜制备成太阳能电池,其用硅量极少,更容易降低成本,同时它既是一种高效能源产品,又是一种新型建筑材料,更容易与建筑完美结合.在国际市场硅原材料持续紧张的背景下,薄膜太阳电池已成为国际光伏市场发展的新趋势和新热点. 目前已经能进行产业化大规模生产的薄膜电池主要有3种:硅基薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池(CIGS)、碲化镉薄膜太阳能电池(CdTe).

清涧县18991557506： 薄膜太阳能电池组件的制备流程是怎么样的 - ？
尤背达力： 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...

清涧县18991557506： 最新的太阳能电池所用薄膜是什么成分? - ？
尤背达力： 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