薄膜太陽能電池分類 薄膜太陽能電池行業(yè)調研

• 2021年9月23日 ZhouJiaLiang來源：互聯(lián)網(wǎng) 698 41
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薄膜太陽能電池是緩解能源危機的新型光伏器件。薄膜太陽能電池可以使用在價格低廉的陶瓷、石墨、金屬片等不同材料當基板來制造，形成可產生電壓的薄膜厚度僅需數(shù)μm，目前轉換效率最高可以達13%。

隨著煤、石油、天然氣等能源日益枯竭和環(huán)境污染日益加劇,人們迫切需要尋找清潔可再生新能源。作為地球無限可再生的無污染能源———太陽能的應用日益引起人們的關注,將太陽能轉化為電能的太陽能電池的研制得到了迅速發(fā)展。目前以商品化的晶體硅太陽能電池的光電轉化效率最高,但受材料純度和制備工藝限制,成本高,很難再提高轉化效率或降低成本。薄膜太陽能電池只需幾μm的厚度就能實現(xiàn)光電轉換,是降低成本和提高光子循環(huán)的理想材料。

薄膜太陽能電池是緩解能源危機的新型光伏器件。薄膜太陽能電池可以使用在價格低廉的陶瓷、石墨、金屬片等不同材料當基板來制造，形成可產生電壓的薄膜厚度僅需數(shù)μm，目前轉換效率最高可以達13%。薄膜電池太陽電池除了平面之外，也因為具有可撓性可以制作成非平面構造其應用范圍大，可與建筑物結合或是變成建筑體的一部份，應用非常廣泛。

薄膜太陽能電池分類

1. 硅基薄膜電池

硅基薄膜電池包括非晶硅薄膜電池、微晶硅薄膜電池、多晶硅薄膜電池，而目前市場主要是非晶硅薄膜電池產品。非晶硅的禁帶寬度為1.7eV，通過摻硼或磷可得到p型或n型a-Si。為了提高效率和改善穩(wěn)定性，還發(fā)展了p-i-n/p-i-n雙層或多層結構式的疊層電池。

2. 碲化鎘(CdTe)薄膜電池

碲化鎘薄膜電池是最早發(fā)展的太陽電池之一，由于其工藝過程簡單，制造成本低，實驗室轉換效率已超過16%，大規(guī)模效率超過12%，遠高于非晶硅電池。不過由于鎘元素可能對環(huán)境造成污染，使用受到限制。近年來美國FirstSolar公司采取了獨特的蒸氣輸運法沉積等特殊措施，解決了污染問題，開始大規(guī)模生產，并為德國建造世界最大的光伏電站提供40MW碲化鎘太陽電池組件。

3. 銅銦鎵硒(CIGS)薄膜電池

銅銦鎵硒薄膜電池是近年來發(fā)展起來的新型太陽電池，通過磁控濺射、真空蒸發(fā)等方法，在基底上沉積銅銦鎵硒薄膜，薄膜制作方法主要有多元分布蒸發(fā)法和金屬預置層后硒化法等?；滓话阌貌Ａ?，也可用不銹鋼作為柔性襯底。實驗室最高效率已接近20%，成品組件效率已達到13%，是目前薄膜電池中效率最高的電池之一。

4. 砷化鎵(GaAs)薄膜電池

砷化鎵薄膜電池是在單晶硅基板上以化學氣相沉積法生長GaAs薄膜所制成的薄膜太陽電池，其直接帶隙1.424eV，具有30%以上的高轉換效率，很早就被應用于人造衛(wèi)星的太陽電池板。然而砷化鎵電池價格昂貴，且砷是有毒元素，所以極少在地面應用。

5.染料敏化薄膜電池

染料敏化太陽電池是太陽電池中相當新穎的技術產品，由透明導電基板、二氧化鈦(TIO2)納米微粒薄膜、染料(光敏化劑)、電解質和ITO電極所組成。目前仍停留在實驗室階段，實驗室最高效率在11%左右。

薄膜太陽能電池行業(yè)調研

薄膜太陽能電池目前還處于萌芽階段，具有可撓性可以制作成非平面構造，因此其應用范圍十分廣泛，可與建筑物結合使用。

2015-2020年，我國太陽能電池產量呈逐年增加的趨勢，根據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，2020年我國太陽能電池的產量為15729萬千瓦，較2019年同期增長22.3%。2021年上半年，我國太陽能電池的產量達到9746萬千瓦，同比增長52.6%。

2000年以來，我國政府前前后后出臺了100多項鼓勵支持太陽能產業(yè)的相關政策，促進太陽能產業(yè)的高速發(fā)展。隨著我國太陽能電池下游的需求逐漸增加，上游硅材料的產量供不應求，導致我國多晶硅依賴于進口，而太陽能電池和組件等產品多用于出口歐美，國內應用市場規(guī)模較小。受美國反傾銷制裁，光伏組件出口量大幅下降，為解決這一問題，提高國內市場規(guī)模，2013年，國務院發(fā)布了《關于促進光伏產業(yè)健康發(fā)展的若干意見》。

2017年1月，國家發(fā)改委和國家能源局發(fā)布《能源規(guī)劃“十三五”》，從而促進國內太陽能電池市場的應用規(guī)模，其中要求推進非石化能源可持續(xù)發(fā)展，2020年太陽能發(fā)電規(guī)模達到1.1億千瓦以上。我國政府2019年5月頒布《智能光伏產業(yè)發(fā)揮在那行動計劃》中，為推動太陽能電池產業(yè)制造發(fā)展，支持多晶硅生產、收貨、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)的機械化與自動化。2019到2020年，我國政策加大太陽能光伏發(fā)電的補貼力度，《關于2020年光伏發(fā)電上網(wǎng)電價政策有關事項的通知》中，確定了資源區(qū)新增集中式光伏電站的指導價，同時2020年財政補貼規(guī)模的戶用分布式光伏發(fā)電量補貼標準為0.08元/千瓦時。

盡管近年來多晶硅價格大幅下滑，晶硅電池轉換效率穩(wěn)步提升，薄膜電池成本優(yōu)勢減弱，發(fā)展放緩。但光伏行業(yè)正逐步走向技術多元化，晶硅、薄膜、聚光技術的博弈不再局限于成本的比拼，各技術可以在各自的優(yōu)勢應用領域上拓展市場空間。

在未來市場中，薄膜太陽能電池所占的比重將會不斷增加，薄膜太陽能電池的研發(fā)將繼續(xù)提速。未來光伏建筑一體化(BIPV)的推廣以及國家扶持太陽能電池發(fā)展的政策陸續(xù)出臺，將推動我國薄膜太陽能電池新一輪的高速發(fā)展。

現(xiàn)今，業(yè)界對以薄膜取代硅晶制造太陽能電池在技術上已有足夠的把握。日本產業(yè)技術綜合研究所于2月已經研制出當今世界上太陽能轉換率最高的有機薄膜太陽能電池，其轉換率已達到現(xiàn)有有機薄膜太陽能電池的4倍。此前的有機薄膜太陽能電池是把兩層有機半導體的薄膜接合在一起，從太陽能到電能的轉換率約為1%。新型有機薄膜太陽能電池在原有的兩層構造中間加入一種混合薄膜，變成三層構造，這樣就增加了產生電能的分子之間的接觸面積，從而大大提高了太陽能轉換率。

想要了解更多薄膜太陽能電池行業(yè)的發(fā)展前景，請查閱《2021-2026年中國薄膜太陽能電池行業(yè)市場前瞻分析及投資戰(zhàn)略規(guī)劃咨詢報告》。

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