薄膜电池与晶硅电池对比[1]

线锯切方
切方机(多线切割机)
玻璃清洗机
非晶硅电 池设备
的比较
9 10 11 12
线切片机
线切片机
喷沙去边机
硅片清洗
硅片清洗
硅片检测与分类
硅片检测与分类
石英坩埚制备
石英坩埚制备
13
石墨制备
石墨制备
14
硅片清洗与织构化（三次）
硅片清洗与织构化（三次）
15
等离子去边机
等离子去边机
16 17 18 19 20 21 22 23
占用土地面积大
用地小
转换效率比较
薄膜电池 晶体硅电池
非晶硅叠层薄膜电池 （二代技术）6-7%
晶硅电池组件效率为 13%-14.5% （电池芯片可达16%-18%)
非晶硅硅锗电池
（三代技术）8%
业界讲晶硅电池转换效率 是指电池芯片
国内一家知名的晶硅电池厂商组件数据
非晶硅薄膜太阳电池
非晶硅薄膜太阳电池光电转换效率不高 占地面积较大，但成本低、价格便宜， 更适合在人口密度小、地价便宜的地区使用 不仅投资小，而且还能多发电，一举两得
1W=?W
温度性能+8% 弱光性能+9% 环境适应性+2%
环境适应性强 +2% 抗辐照性能好 工艺高度集成 沙尘环境下更安全 早期存在光衰效应 发电成本低
(8%+9%+2%) =1.19W ￥6/W = 实际 ￥5.00/W
薄膜太阳能电池 ￥5.00/W = ￥?/W 晶体硅太阳能电池
GS-SOLAR薄膜太阳能电池 晶体硅太阳能电池
晶体硅电池是夹在EVA中间
封装的双层玻璃更加坚固耐用 薄膜太阳能电池
透明玻璃 薄膜太阳能电池 EVA层 背板玻璃
晶体硅
钢化玻璃 EVA层 晶体硅太阳能电池 EVA层 TPT层压层
B
西北风沙大 风速 16米/秒
硬质材料坚固耐用 沙石对软性PET有损伤隐患
薄膜太阳能电池年发电量
温度性能佳 +10-12% 弱光性好 +8-9%
烘干（X3：200º C） 烧结（200~800º C） 分选
烘干（X3：200º C） 烧结（200~800º C） 分选 老化（180º C）
焊接
焊接
汇流焊接
层压（150º C）
层压（150º C）
层压（150º C）
测试
测试
测试
非晶硅电池与晶体硅电池工艺比较
晶体硅电池
4次温度超过800º C的高温过程 5次温度低于400º C的低温过程 5次进入真空系统 3次进入真空系统
中国西北地区(青海/新疆等地区)全年平均气温
资料提供:国家气象局发布气象数据
由西北地区全年气温数据评测出:
薄膜电池全年总发电量比晶体硅多
6~8%
其他晶体硅电池 Pmax (W) (Other c-Si) 971
1000W 太阳能电池全年发电量对比
GS-Solar非晶硅薄膜 电池
月份 12~2 3~5 6~8 9~11 平均温度 -10-4 ℃ 2-14 ℃ 16-24 ℃ 18-0 ℃ 工作温度 (白天) 8℃ Pmax （W) 986
￥1.80 ￥1.10 ￥1.30 ￥15.00 ￥15.00 100% ￥15.00
￥2.30
￥1.10 ￥0.67 ￥1.30 ￥15.00 ￥15.00 100% ￥15.00
20
F.
GS-SOLAR薄膜太阳能电池的技术升级及回报率
21
GS-SOLAR薄膜太阳能电池拥有更广阔的升级空间
玻璃、EVA、 TPT、焊带、 接线盒
单晶硅工艺设备
多晶硅工艺设备
非晶硅工艺设备
1
硫化床反应器
硫化床反应器
硫化床反应器
2
分馏塔
分馏塔
分馏塔
晶体硅电 池设备
与
3
热解炉
热解炉
4
尾气回收系统
尾气回收系统
尾气回收系统
5 6 7 8
单晶炉
多晶硅浇铸炉
TCO沉积炉
硅棒切断机
破锭机
激光切割机（3台）
滚圆机
磁控溅射系统
（RMB/watt)
钧石模块/瓦 运输费 逆变器及配件 ￥5.00 ￥0.00 ￥2. 60
（RMB/watt)
￥7.03 ￥0.00 ￥2.60
土建及安装支架
电缆/连接器 安装人员 管理等其它费用 部件+劳动力 最终系统成本/瓦 系统构成 系统加权平均
￥3.30
非晶硅电池
4次温度低于400º C的低温过程
3次硅片RCA清洗工艺 处理样品尺寸：125x125、156x156、200x200mm2
1次玻璃清洗工艺 处理样品尺寸：0.78m2、1.2m2
晶体硅太阳电池特点：高耗电能、高耗水、高耗人力；处理样品尺 寸较小：对于设备均匀性要求较低 非晶硅太阳电池：大尺寸样品，真空系统要求高
扩散炉
扩散炉
丝印机（3台）
丝印机（3台）
PECVD设备
PECVD设备
PECVD设备
烧结炉
烧结炉
老化炉
分选机
分选机
分选机
自动焊接机
自动焊接机
超声焊机
层压机
层压机
层压机
测试台
测试台
测试台
非晶硅电池与晶体硅电池工艺比较
单晶硅 多晶硅 非晶硅 氢氯化工艺 氢氯化工艺 氢氯化工艺 分馏工艺 热解(1100º C) 尾气回收 拉单晶(1400º C) 分馏工艺 热解(1100º C) 尾气回收 浇铸（1400º ） C 尾气回收 分馏工艺
GS-SOLAR薄膜太阳能电池与晶体硅
特点介绍
2009.03
A.
工作温度60℃ -75℃下薄膜电池发电量比晶体硅多
10-12%
2
工作温度60℃ -75℃下薄膜电池发电量比晶体硅多10-12%
日本SANYO公司评测报告显示：
环境气温28 ℃=
板工作温度75 ℃
3
由德国权威TUV评测报告显示：
1000W 太阳能电池因温度上升所引起的功率下降对比表
断头，切方 切片
破锭 切片
3（RCA）
3（RCA）
1（玻利清洗） CVD沉积TCO膜（400º C）
扩散(850º C)
扩散(850º C)
PECVD （350º C）
PECVD （450º C）
PECVD （180º C）
磁控溅射 丝网印刷 丝网印刷 激光切割（3次）
PECVD去边
PECVD去边
喷沙去边
考虑到非晶硅太阳电池及相对小的温度系数，在较高温度环境 中Pm下降较小，可以多在气温较高的地区推广应用； 考虑到非晶硅太阳电池对低光强有较好的适应，所以，在日照 不是很好、或水汽较大的地区可以多使用非晶硅太阳电池。
37
20 ℃
70 ℃ 45 ℃
972
897 954
939
798 910
B.
薄膜电池抗辐射性能远强于晶体硅
薄膜电池抗辐射性能远强于晶体硅
资料来源：美国NASA Lewis Center测试机构测试报告 （在美国航空航天设备中均使用薄膜电池）
C.
弱光环境下薄膜太阳电池比晶体硅发电量多
其中：Pm为在实际工作温度下太阳电池的最佳输出功率； Pmo为在标准测量条件，太阳电池的最佳输出功率； α为最佳输出功率Pma的温度系数；T为太阳电池的实际工作温度。
30
附表一：
晶体硅和非晶硅电池的生产工艺比较
晶硅太阳电池产业链
单晶硅棒
硅材料提纯
切方
切片 电池制备 电池封装
多晶硅锭
切块
H2、O2、 HCl、Si
------------------中国气象局大气成分观测与服务中心正研级高级工程师杨元琴
2009年4月24日的EOS/MODIS卫星资料监测
2009年 7月29日 格尔木市区照 片
在多风沙能见度低等条件下薄膜太阳能电池更能发挥出其特点 薄膜太阳能电池比单多晶效率提高
2%
薄膜太阳能电池
晶体硅太阳能电池
874
temp. coeff.: -0.227%/ 0C
826
809
Temp. coeff.: -0.348% /0C
775
752
Temp. coeff.: BestSolar -0.45% /0C,
80
工作温度75℃下薄膜电池发电量比晶体硅多
(886-775) / 775 = 12.5%
GS-Solar非晶硅薄膜电池
温度 （0C） 50 60 70 75 Pmax （W) 943 920 897 913 878 843
其他晶体硅电池
Pmax (W) (Sanyo HIT) Pmax (W) (Other c-Si) 888 842 798
886
8-9%
日本SANYO公司晶体硅评测报告
GS-SOLAR太阳能薄膜电池TUV测试报告
全天太阳能 电池板发电 量对比
全年由于弱光 环境薄膜太阳 电池比晶体硅 发电量多
8-9%
1000W薄膜电池与晶体硅太阳能电池全天发电量
5:00 am. GS-SOLAR薄膜太 阳能电池 晶体硅太阳能电池 7:00 am. 9:00 am. 11:00am. 1:00 pm. 3:00 pm. 5:00 pm. 7:00 pm.
22
G.
GS-SOLAR薄膜太阳能电池的转换效率问题
23
用地面积比较来自百度文库中国西部地区）
薄膜电池 5.5%（40W）的薄膜电池，10MW用地 620亩 7%（51W）的薄膜电池，10MW用地 490亩 8%（59W）的薄膜电池，10MW用地 430亩 10MW的晶硅电池 用地约为300亩 晶体硅电池
石英坩埚
SiC粉
石墨支架
钢丝
N2、O2、POCl3、 SiH4、氨气、Ar2、 NaOH、盐酸、硝 酸、氢氟酸、 TCA、异丙醇、 银浆、铝浆、银 铝浆
玻璃、EVA、 TPT、焊带、 接线盒
非晶硅太阳电池产业链
TCO玻璃
SiH4制备
非晶硅电池
封装
H2、O2、 HCl、Si
N2、氨气、Ar2、 电子清洗液、 SnO2、ZnO2、Al
晶体硅太阳电池
晶体硅太阳电池价格较贵、效率较高， 适合用在人口密度大、地价较贵的地区
温度性能佳 +10-12% 弱光性好 +8-9%
抗辐照性能好
工艺高度集成
环境适应性强 +2%
发电成本低
薄膜太阳能 电池
沙尘环境下更安全
转换效率有待提升
技术升级潜力巨大
谢
谢！
2009.03
附录一：温度影响计算
非晶硅太阳电池比单晶硅、多晶硅电池具有相对小的温度系数 非晶硅太阳电池最佳输出功率Pma的温度系数约为-0.19%,而单晶硅、多晶硅 电池最佳输出功率Pmc的温度系数约为-0.5%,当电池的工作温度升高时，两 种电池的最大功率输出都会下降，但下降幅度是不同的。它们都可以用以 下公式计算在不同的工作温度下太阳电池的最佳输出功率。 Pm = Pmo×[1+α（T -25℃）]
全年由于弱光特性薄膜太阳电池比晶体硅发电量多
8-9%
D.
风沙条件下薄膜太阳能电池比晶体硅发电量多
2%
我国西北部进入沙尘天气多发期
我国新疆等地出现了大范围的沙尘天气，柯坪、若羌等11个县（市）均出 现了浮尘或扬沙，在大风的共同影响下，部分县（市）一度出现了“天空落 土”现象。此次的大范围的沙尘天气确实标志着我国北方地区已进入沙尘暴 多发季节。
+2%
透明玻璃
vs
毛面玻璃
在风沙环境中不易积尘
在风沙环境中容易积灰尘
可保持高转换效率
影响转换效率
E.
在西北部地区薄膜太阳能电池的封装工艺比晶体硅更安全
封装工艺决定了太阳能电池的安全性
薄膜太阳能电池
透明玻璃 薄膜太阳能电池 EVA层 背板玻璃
晶体硅
钢化玻璃 EVA层 晶体硅太阳能电池 EVA层 TPT层压层
A
西北温差大 昼夜温差 10-25℃
双层玻璃收缩一致 收缩系数不一 易破损
薄膜电池不受EVA黄化影响 薄膜太阳能电池
透明玻璃 薄膜太阳能电池 EVA层 背板玻璃
晶体硅
钢化玻璃 EVA层 晶体硅太阳能电池 EVA层 TPT层压层
B
在强紫外线下 EVA易黄化
光电吸收层是在EVA上方
1、EVA黄化影响透光，造成功率下降。 2、晶体硅太阳电池组件寿命取决于EVA