太阳薄膜电池有质量小、厚度极薄、可弯曲等优点,是薄膜太阳电池中发展较快的一种光伏器件,是用硅、硫化镉、砷化镓等薄膜为基体材料的太阳能电池。当前工业化制作太阳能薄膜电池的材料主要有碲化镉、铜铟镓硒、非晶体硅、砷化镓等。本文主要为大家讲解一下薄膜太阳能电池的特点、发电原理及种类。
薄膜太阳能电池的特点
1、没有内部电路短路问题(联机已经在串联电池制造时内建)
2、相同遮蔽面积下功率损失较小(弱光情况下的发电性佳)
3、有较佳的功率温度系数
4、材料供应无虑
5、较高的累积发电量
6、只需少量的硅原料
7、照度相同下损失的功率较晶圆太阳能电池少
8、厚度较晶圆太阳能电池薄
9、较佳的光传输
10、可与建材整合性运用(BIPV)
薄膜太阳能电池发电原理
薄膜太阳能电池,是以pn半导体接面作为光吸收及能量转换的主体结构。在基板上分别涂上二种具不同导电性质的p型半导体及n型半导体,当太阳光照射在pn接面,部份电子因而拥有足够的能量,离开原子而变成自由电子,失去电子的原子因而产生电洞。透过p型半导体及n型半导体分别吸引电洞与电子,把正电和负电分开,在pn接面两端因而产生电位差。在导电层接上电路,使电子得以通过,并与在 pn 接面另一端的电洞再次结合,电路中便产生电流,再经由导线传输至负载。
从光产生电的过程当中可知,薄膜太阳能电池的能量转换效率,与材料的能隙大小、光吸收系数及载子传输特性攸关,因此厂商就提升转换效率的研发方向,往往也从材料选用、镀膜方面着手。
薄膜太阳能电池的种类
非晶硅(Amorphus Silicon, a-Si)、微晶硅(Nanocrystalline Silicon,nc-Si,Microcrystalline Silicon,mc-Si)、化合物半导体II-IV 族[CdS、CdTe(碲化镉)、CuInSe2]、色素敏化染料(Dye-Sensitized Solar Cell)、有机导电高分子(Organic/polymer solar cells) 、CIGS (铜铟硒化物)等。
薄膜电池太阳电池除了平面之外,也因为具有可挠性可以制作成非平面构造其应用范围大,可与建筑物结合或是变成建筑体的一部份,应用非常广泛。