薄膜电池与晶硅电池对比[1]
晶硅太阳能与薄膜太阳能区别
1、晶硅电池:
晶硅电池包括单晶硅和多晶硅，其中多晶硅电池占主导地位，且技术最为成熟。优势：
晶硅电池的光电转化率更高，国内晶硅电池转化率也已达到了17%到19%。晶硅电池技术发展得较为成熟，企业不需频繁进行技术改造。
晶硅电池的设备投资较低，国产设备已经可以满足电池片生产线大部分的需求。晶硅技术的另一优势在于成熟的生产工艺。目前大部分单晶硅电池片厂商良品率可达98%以上，而多晶硅电池片生产的良品率也在95%以上。
劣势：
产业链工艺复杂，成本大幅度降低的可能不大。
原材料成本波动幅度较大，近年来国际市场上的多晶硅接连上演过山车的行情。硅产业是一个高污染、高耗能的产业，存在政策调整风险。
2、薄膜电池:
薄膜电池是在玻璃、不锈钢等物质表面附上几微米后的感光材料制成。优势：薄膜电池用材料少、制造工艺简单、耗能少、可大面积连续生产，并可采用玻璃或不锈钢等低成本材料作为衬底。
薄膜电池现已发展出多种技术路线，其中CIGS（铜铟镓硒）薄膜太阳能技术、柔性薄膜光伏模块技术等已取得阶段性成果，与晶硅电池光电转化率上的差距正在逐渐缩小。
薄膜电池弱光响应较好，因此特别适合应用于沙漠光伏电站。
以薄膜太阳能电池为主要部件的光伏系统，能够很好的实现光伏建筑一体化。劣势：
薄膜电池的光电转化率偏低，一般只有8%左右。薄膜电池的设备和技术投资
是晶硅电池的数倍。
薄膜电池组件生产的良率不尽如人意。非/微晶硅薄膜电池组件的良品率目前只在60%左右。CIGS电池组主流厂商也只到65%。
光伏组件的分类及其性能对比
光伏组件的分类及其性能对比
随着太阳能的广泛应用，光伏组件已成为太阳能发电的重要组成部分。光伏组件主要分为单晶硅、多晶硅、非晶硅和柔性薄膜四种。本文将从性能和应用方面对它们进行对比。
1. 单晶硅组件
单晶硅组件是目前使用最广泛的光伏组件之一。它是由单块纯硅片制成，效率高达21%。单晶硅组件的优点在于其高效率和长寿命，但制造成本较高。
2. 多晶硅组件
多晶硅组件是由多块硅片拼接而成的。其效率较单晶硅稍低，大约为15%-18%。然而，其制造成本较低，适合大范围的应用。
3. 非晶硅组件
非晶硅属于第三代太阳能电池，是一种薄膜太阳能电池组件，非晶硅薄膜可以在较低的温度下制造，具有较高的柔韧性，非晶硅薄膜的效率约为7%-10%。
4. 柔性薄膜组件
柔性薄膜组件是最新的太阳能电池技术之一。它可以制成通过卷曲的形式使其更容易运输和安装。然而，它的效率只有3%-
5%，因此它仅适用于一些需要低功率输出的应用。
总体来说，单晶硅和多晶硅组件依然是光伏组件的主要制造材料，它们的效率和寿命相对较高，适用范围更广。非晶硅和柔性薄膜组件则在一些特殊应用领域有很大的潜力，但目前产业化进程较为缓慢。根据你的具体的应用场景和需求，可以根据不同的性能指标和技术成本来选择适合的光伏组件。除了上述分类外，光伏组件还有许多其它的细分类型，例如高效组件、双面组件、透明组件等。这些组件类型在特定的应用领域中能够发挥更有效的作用。
1. 高效组件
高效组件通常指那些效率超过传统单晶硅和多晶硅组件的光伏组件。这些高效组件包括单接面背阳极太阳能电池、双接面太阳能电池、共振光伏电池等，这些组件的效率通常能够达到更高的水平。
2022年各类太阳能电池特性对比表
2022年各类太阳能电池特性对比表
对比薄膜和聚光组件，晶硅电池因其制造技术成熟、产品性能稳定、使用寿命长、光电转化效率相对较高等特点，应用最为广泛。此外，晶硅电池市场价格在1.3~1.7元/Wp之间，非晶硅薄膜电池在5~6元/Wp之间，而聚光电池（带跟
踪系统）则在20元/Wp附近。综合考虑技术成熟度、转换效率和投资成本，本项目建议采用晶硅电池。
晶硅类电池又分为单晶硅电池组件和多晶硅电池组件，两者最大差别在于单晶硅电池的光电转化效率高于多晶硅电池。因此封装组件的尺寸相同时，单晶硅组件的峰值功率高于多晶硅电池组件，而两者在电性能、寿命等重要指标上相差不大，执行的标准也相同。
晶体硅太阳能电池和薄膜太阳能电池。
晶体硅太阳能电池和薄膜太阳能电池。
【摘要】
晶体硅太阳能电池和薄膜太阳能电池是目前主流的太阳能电池技术。晶体硅太阳能电池采用单晶硅或多晶硅制成，具有高转换效率和较长寿命的特点，广泛应用于家用光伏发电系统和大型光伏电站。制造成本高和生产过程能耗大是其主要缺点。薄膜太阳能电池利用薄膜材料制成，具有灵活性和轻便性，适用于建筑一体化等特殊场景。但是转换效率较低，使用寿命短。比较晶体硅太阳能电池和薄膜太阳能电池的效率、成本、适用场景等方面可见各有优劣。未来，随着技术的进步和成本的下降，晶体硅和薄膜太阳能电池将继续发展，为清洁能源产业注入新动力。
【关键词】
晶体硅太阳能电池、薄膜太阳能电池、原理、特点、应用、优缺点、比较、发展前景、总结。
1. 引言
1.1 太阳能电池简介
太阳能电池，也称为光伏电池，是一种能够将太阳能转化为电能的设备。它是利用半导体材料的光电效应将太阳辐射直接转换为直流电的装置。太阳能电池是清洁能源中的重要组成部分，具有环保、可再生和低碳的特点。
太阳能电池的核心部件是光伏电池片，其主要材料包括硅、硒化镉、铜铟镓硒等。目前市场上主要有晶体硅太阳能电池和薄膜太阳能电池两类。晶体硅太阳能电池具有较高的转换效率和稳定性，是目前主流的太阳能电池技术；而薄膜太阳能电池则具有柔性、轻便和生产成本低的优势。
太阳能电池的应用领域广泛，包括家用光伏发电系统、工业和商业用途，以及航天航空领域等。随着太阳能产业的快速发展，太阳能电池的效率和成本不断提升，未来将在能源领域扮演越来越重要的角色。
1.2 晶体硅太阳能电池和薄膜太阳能电池介绍
铟矿资源报道之二——铜铟镓硒（CIGS）薄膜电池行业
铟矿资源报道之二——铜铟镓硒（CIGS）薄膜电池行业
一、薄膜电池行业概述
由于晶体硅电池成本长期处于高位，业内一直通过提升电池转换效率、降低硅片切割厚度等技术来降低成本。与此同时，薄膜电池作为第二代太阳能电池逐渐受到行业关注并增长迅速。
图1：光伏电池分类
关于光伏电池未来的发展趋势：晶体硅电池随着工艺的不断改进、成本的持续下降，短期内依然处于主导地位。而薄膜涂层电池由于其低成本的特点，其在转换效率方面还有提升的空间，未来市场份额势必会有明显的增长。而从市场预测情况来看，未来薄膜电池中CIGS薄膜电池的增速最为明显。
1 CIGS 薄膜电池概况
CIS是CuInSe2的缩写，是一种Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族三元化合物半导体材料。由于它对可见光的吸收系数非常高，所以是制作薄膜太阳电池的优良材料。以P型铜铟硒(CuInSe2)和N型硫化镉(CdS)做成的异质结薄膜太阳电池具有低成本，高转换效率和近于单晶硅太阳电池的稳定性。近年研究将Ga替代CIS材料中的部分In，形成CuIn1-xGaxSe2(简称CIGS)四元化合物。由ZnO/CdS/CIGS结构制作的太阳电池有较高的开路电压，转换效率也相应地提高了许多。CIGS电池在实验室已经达到19.9%的转换率，远高于其他薄膜电池。
二、CIGS薄膜电池优势
1 薄膜电池的低成本优势所在，相对于晶硅电池材料成本便宜
薄膜电池相对于晶硅电池最大的优势在于成本，在前几年多晶硅价格处于高位的时候，薄膜电池的成本优势更为明显。通过我们前面的分析也可以看出，即使在近期多晶硅大幅下降的情况下，薄膜电池的成本优势依然明显。
太阳能光伏薄膜组件和晶硅组件在非洲加纳的发电效果对比报告
薄膜组件和晶硅组件在加纳的发电效果对比报告
xxxxxx公司
xxxxxxx研究院
2023年06月
一、项目所在地
1.地理位置
加纳1000MWp太阳能光伏地面电站位于加纳北部地区Tamale市西南侧36km，Kusawgu一带，场区处于国道Yapei至Tamale北侧，距离Tamale市约36km，距离Yapei市区7km。场区中心位于西经1°6'39"、北纬9°11'49"，场区海拔高度在120~135m 之间，地势平坦。站址区紧邻Tamale至Yapei国道。首期装机为150MWp。
2.气候特征
加纳属热带气候，分雨季和旱季。5-10月为雨季，11-4月为旱季。3-4月气温最高，为23-35℃，最高可达43℃；8-9月较凉爽，为22-27℃，最低纬度15℃左右。西南部年均降水量是1200-1800mm，北部600-1200mm。空气湿度较大，保持在90%左右。
3.光照资源
加纳是非洲太阳能资源较丰富的国家，太阳总辐射的空间分布总体分布趋势：总体来说，北部年值高于南部，散射辐射比例为北部小于南部。北部地区年太阳总辐射量为5.3kWh/m2/d，除西部和南部沿海地区年太阳总辐射小于5kWh/m2/d以外，其他地区均在5kWh/m2/d以上。其中，位于加纳最北部的上东与上西地区辐射量为 5.3-5.6kWh/m2/d，属加纳全国总辐射最多地区，其中上西地区年总量达5.6kWh/m2/d为加纳最高。布朗阿哈福地区、阿萨帝地区等南部区域日照辐射量为低于5kWh/m2/d，西部个别地区低于4.6kWh/m2/d，尤其阿桑克兰瓜、恩奇一带低至3.1kWh/m2/d，为全国最低值区。加纳太阳能总辐射及散射空间分布图见下图。
薄膜太阳能电池组件与晶体硅电池组件对比
薄膜太阳能电池与晶体硅电池特点介绍
商用的太阳能电池主要有以下几种类型：单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能 电池和薄膜太阳能电池。薄膜电池目前常见有：非晶硅电池、碲化镉电池、铜铟 硒电池等。上述各类型电池主要性能如下表1.1 所示。
表1.1 太阳能电池分类汇总表
种 类 电池类型 商用效率实验室效率使用寿命优点
单晶硅 14%～17%23% 25 年
效率高 技术成熟
晶硅电池
多晶硅 13%～15%20.3% 25 年 效率较高 技术成熟
非晶硅 6%～9% 13% 25 年
弱光效应好 成本相对较低
碲化镉 8%～10% 15.8% 25 年
弱光效应好 成本相对较低
薄膜电池
铜铟硒 10%～13%15.3% 25 年
弱光效应好 成本相对较低
单晶硅、多晶硅太阳能电池具有制造技术成熟、产品性能稳定、使用寿命长、光电转化效率相对较高的特点；非晶硅薄膜太阳能电池具有弱光效应好，成本相对于硅太阳能电池较低的优点。而碲化镉则由于原材料存在较严重的环保回收问题；铜铟硒电池则因原材料稀缺性、成品率低，其规模化生产受到限制。
一、非晶硅薄膜与晶体硅的区别
1、非晶硅薄膜组件材料和制造工艺对环境友好，易于形成大规模生产能力；
2、非晶硅薄膜组件品种多，用途广；
3、非晶硅薄膜组件能更好的配合建筑分格，更能体现建筑美观；
4、非晶硅薄膜组件具备弱光发电的性能；
5、非晶硅薄膜组件透光性好，透光度可从5%到30%；
6、非晶硅薄膜组件高温性能好，高温对发电性能的影响比晶体硅的小很多；
7、晶体硅具有“热斑效应”，而阴影对非晶硅的影响很小；
8、晶体硅组件光电转换效率较非晶硅薄膜组件稍高；
薄膜电池与晶体硅电池比较
发电成本高是两大类太阳能电池的共性问题
晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池是目前光伏市场的两种要产品，晶硅太阳能电池占据市场主流，约占90%左右的市场份额。由于多晶硅生产工艺的属性决定了其产业链生产环节，尤其是多晶硅提纯中会存在高能耗、一些技术水平不高的企业甚至存在高污染问题。而在应用中，晶硅太阳电池由于其温度效应和光谱响应范围窄的影响，使本来较高的光电转换效率大打折扣，从而影响光伏组件实际发电量。薄膜太阳能电池因没有这些缺点应运而生，其不足在于转换效率相对较低，生产工艺复杂，生产设备昂贵，难以实现规模化生产。发电成本高是两大类太阳能电池的共性问题。
中科院院士、北京大学物理学院教授甘子钊介绍说，薄膜太阳能电池家族主要包括硅基非晶硅(a-Si)、碲化镉(CdTe)、铜铟镓硒(CIGS)三大类薄膜太阳能电池。铜铟镓硒薄膜太阳能电池具有生产成本较低、能耗低，污染小、不衰减、弱光性能好等特点，光电转换效率居各种薄膜太阳能电池之首，接近多晶硅太阳能电池，而耗材大大低于晶体硅电池，因此，被国际上称为“下一代非常有前途的新型薄膜太阳能电池”。
此外，该电池具有柔和、均匀的黑色外观，是对外观有较高要求建筑物BIPV应用的理想选择，如大型建筑物的玻璃幕墙等，在现代化高层建筑等领域有潜在的广泛市场。但CIGS要实现大面积量产，提升效率和良品率，是必须攻克的难题。
河南燕垣光伏能源有限公司总工程师陆真冀具体介绍了CIGS薄膜电池的几大优势，他说，CIGS薄膜电池具有更低廉的发电成本，减少了材料消耗，薄膜电池的生产成本普遍低于晶硅电池；更优越的弱光性能同规模组件，薄膜电池一天的发电量比晶硅电池大约超出10%～20%；更加多样化的用途薄膜电池，可以发展出多用途的产品，比如柔性基底电池等等。因此，也受到业内不少厂商的广泛关注，但主要都是大面积平板CIGS薄膜电池。
薄膜晶体硅太阳能电池分析比较
薄膜晶体硅太阳能电池分析比较
《中国组件行业投资前景及策略咨询报告》分析：目前在工业上，硅的成本大约占硅太阳能电池生产成本的一半。为减少硅的消耗量，光伏(PV)产业正期待着一些处于研究开发中的选择方案。其中最显然的一种就是转向更薄的硅衬底。现在，用于太阳能电池生产的硅衬底厚度略大于200mm，而衬底厚度略小于100mm的技术正在开发中。为使硅有源层薄至5-20 mm，可以在成本较低的硅衬底上淀积硅有源层，这样制得的电池被称为薄膜。为使其具有工业可行性，主要的挑战是在适于大规模生产的工艺中，怎样找到提高效率和降低成本之间的理想平衡。已经存在几种制造硅有源层的技术1，本文将讨论其中的三种。
薄膜PV基础
第一种技术是制作外延(epitaxial)(图1)，从高掺杂的晶体硅片(例如优级冶金硅或废料)开始，然后利用化学气相淀积(CVD)方法来淀积外延层。除成本和可用性等优势以外，这种方法还可以使硅太阳能电池从基于硅片的技术逐渐过渡到薄膜技术。由于具有与传统体硅工艺类似的工艺过程，与其它的薄膜技术相比，这种技术更容易在现有工艺线上实现。
第二种是基于层转移(layer transfer)的技术，它在多孔硅薄膜上外延淀积单晶硅层，从而可以在工艺中的某一点将单晶硅层从衬底上分离下来。这种技术的思路是多次重复利用母衬底，从而使每个太阳能电池的最终硅片成本很低。正在研究中的一种有趣的选择方案是在外延之前就分离出多孔硅薄膜，并尝试无支撑薄膜工艺的可能性。
最后一种是薄膜多晶硅太阳能电池，即将一层厚度只有几微米的晶体硅淀积在便宜的异质衬底上，比如陶瓷(图2)或高温玻璃等。晶粒尺寸在1-100mm之间的多晶硅薄膜是一种很好的选择。我们已经证实，利用非晶硅的铝诱导晶化可以获得高质量的多晶硅太阳能电池。这种工艺可以获得平均晶粒尺寸约为5 mm 的很薄的多晶硅层。接着利用生长速率超过1 mm/min的高温CVD技术，将种子层外延生长成几微米厚的吸收层，衬底为陶瓷氧化铝或玻璃陶瓷。选择热CVD是因为它的生长速率高，而且可以获得高质量的晶体。然而这样的选择却限定了只能使用陶瓷等耐热衬底材料。这项技术还不像其它薄膜技术那样成熟，但已经表现出使成本降低的巨大潜力。
光伏电池的种类及其特点
光伏电池的种类及其特点
随着人们对清洁能源的需求不断增加，光伏电池作为一种有效的可
再生能源技术，正受到越来越多的关注。光伏电池的种类繁多，每种
电池都有其独特的特点和应用领域。本文将介绍几种常见的光伏电池，以及它们的特点。
1. 单晶硅太阳能电池
单晶硅太阳能电池是目前最常见的光伏电池之一。它采用高纯度的
硅材料制造而成，外观呈深蓝色。单晶硅太阳能电池的效率相对较高，可以达到18-20%，并且在高温环境下有着较好的性能稳定性。然而，
由于制造工艺复杂，成本较高，因此价格也相对贵。
2. 多晶硅太阳能电池
多晶硅太阳能电池是另一种常见的光伏电池类型。它由多晶硅材料
制造而成，外观呈淡蓝色。多晶硅太阳能电池的制造工艺相对简单，
成本较低，因此价格相对较实惠。然而，多晶硅太阳能电池的效率通
常略低于单晶硅太阳能电池，大约在15-17%之间。
3. 薄膜太阳能电池
薄膜太阳能电池是一种相对较新的光伏电池种类。它采用非晶硅、
铜铟镓硒等材料制造而成，外观非常薄且柔软。薄膜太阳能电池制造
工艺灵活多样，可以制作成卷曲、弯曲的形状，适用于特殊应用场景。然而，薄膜太阳能电池的效率相对较低，通常在10-12%左右。
4. 高效率太阳能电池
除了单晶硅、多晶硅和薄膜太阳能电池，还有一些最新的高效率太
阳能电池不断涌现。例如，钙钛矿太阳能电池因其高效率和低成本而
备受关注。钙钛矿太阳能电池具有较高的光电转换效率，可以达到23%以上，同时制造工艺相对简单，成本相对低廉。然而，钙钛矿太阳能
电池目前还面临稳定性和寿命等问题亟待解决。
综上所述，不同种类的光伏电池各有其特点和应用领域。单晶硅太
谁是王者——薄膜太阳能电池VS晶硅太阳能电池
谁是王者——薄膜太阳能电池VS晶硅太阳能电池
在全球⾃然环境不断恶化，化⽯燃料⽇趋减少的情况下，可再⽣能源正变得越来越重要。普遍
认为，太阳能——是最丰富和取之不尽的能源，是⼀种很有前途的能源危机的解决⽅案。太阳
能电池被⽤来吸收太阳能并产⽣电⼒并且避免产⽣环境污染。⽬前，晶体硅（传统或晶圆为基
础的硅）crystalline silicon (conventional or wafer-based Si)太阳能电池占主导地位的太阳能市
场的市场份额⼏乎90%。薄膜为基础的太阳能电池只占约10%的市场份额，但预计将迅速增
长。
1、特点：
第⼀代太阳能电池，单晶硅（c-Si）或太阳能电池，传统的太阳能电池，是由晶体硅做成的。晶
体硅太阳能电池包括基于单晶硅太阳能电池（单晶硅）和多晶硅（多晶硅）半导体材料。对于
太阳能电池，硅具有许多优点，包括⽆限量，⽆毒性，长期稳定，成熟的⽣产，⾼效率。晶硅
分为单晶硅和多晶硅，两者的实验室转换效率能达到20%以上，量产的话也在18%左右，单晶
硅可能到20%；优势是转换效率⾼，单⽚组件容量⼤，同等规模占地⼩。缺点是⽣产⼯艺较复
杂，不能弯曲、重量⼤，弱光性差，⾼温下发电量下降等等。
薄膜转换效率量产6-8%；CIGS铜铟镓硒，实验室20%，量产应该有13%以上，GaAs砷化镓，
实验室的⾼效率能达50%，量产能达到20-30%，还有碲化镉电池，基本⽆量产。
所谓薄膜技术就是在真空⾼温的环境下，将可吸收光的元素沉积/溅射在衬底上。如果衬底是柔
性的，那么就可做成柔性太阳能组件。如果衬底是玻璃的，在制作过程中有⼀道⼯序是激光划
晶硅电池VS薄膜电池-一场胜负难分的升级战
晶硅电池VS薄膜电池:一场胜负难分的升级战
晶硅电池?还是薄膜电池?太阳能电池两大主要技术路线的对决，从2005年开始就已经狼烟四起，在经历了多晶硅价格的冲高回落和双方技术提升你追我赶之后，这场影响太阳能电池未来的争霸赛一再升级。
有人乐观预期，由于技术进步和产业化推广，2013年以薄膜为基础的太阳能产品全球市场占有率将达30%。然而数据显示，2009年薄膜电池的市场占有率不足20%。短短三年内，薄膜电池的占有率能否飞速扩张10%?一时间，薄膜太阳能电池的市场前景成谜。
调查显示，目前为止，薄膜电池的生产和市场份额尚没有市场预期的那样乐观。前几年，不少主业非电池业务的上市公司掀起进军薄膜电池的浪潮，如今不少项目仍未有实质性突破。
晶硅薄膜之战升级
历数晶硅电池和薄膜电池的发展历程，不难发现，两条路线之间存在着或明或暗的竞争关系。
自2005年起，多晶硅全球供不应求，售价被持续爆炒，最高甚至达到500美元/公斤，导致光伏电池的生产成本大幅上升。薄膜电池正是在这样的背景下迅速发展起来，薄膜电池因其具有的成本优势，一开始就赢得众多电池商青睐，甚至业界一度兴起薄膜电池将最终“取代”晶硅电池的讨论。
晶体硅、薄膜和纳米结构太阳电池研究
晶体硅、薄膜和纳米结构太阳电池研究
作者：王振美
来源：《中国新技术新产品》2013年第11期
摘要：晶体硅电池和薄膜电池是以太阳能作为蓄能手段的电池，在生产生活中被广泛应用。本文对晶体硅电池与薄膜电池存在的问题与特性做了详细的说明，并简要介绍了处于研发阶段的纳米结构太阳电池。
关键词：晶体硅；薄膜；纳米结构
中图分类号：TM914 文献标识码：A
太阳能是有巨大开发潜能的清洁能源。随着现代科技成果的普及，太阳能被广泛利用。晶体硅电池和薄膜电池被广泛应用。新一代纳米结构电池也在研发中。本文将介绍晶体硅、薄膜、纳米结构三种太阳电池的存在问题及技术特性。
1 晶体硅电池
晶体硅电池主要分为单晶硅电池、多晶硅电池和带状硅电池，成本较高，但工艺和材料技术成熟，且硅材料对环境和人体无害、光电转换效率较高、稳定性高、寿命长，硅基（多晶硅、单晶硅）太阳电池仍是光伏市场的重要产品，占市场的80%以上。
1.1 单晶硅电池
单晶硅是集成电路硅片的重要材料，同时也是重要的光伏材料。单晶硅太阳电池使用的硅原料主要为：半导体硅碎片、半导体单晶硅的头、尾料，半导体用不合格的单晶硅以及专门为生产太阳电池制备的单晶硅。单晶硅电池工艺技术成熟，转化效率高，商品单晶硅电池和组件的转化效率为14%-17%，加入新技术之后可超过20%。改进单晶硅电池的课题主要集中于如何提高转化效率；提高晶体质量。单晶硅太阳电池转化效率高，但是单晶硅材料价格较高，工艺较为繁琐，因此单晶硅太阳电池的主要问题是成本较高。
1.2 多晶硅电池
多晶硅太阳电池采用低等级的半导体多晶硅或专门为太阳能电池使用而生产的铸造多晶硅等材料。与单晶硅相比，多晶硅太阳电池存在的问题是晶粒间界和晶粒的不同取向，晶粒间界中的大量缺陷在硅的禁带中形成的界面态势光生载流子的复合中心，影响多晶硅太阳能电池的特性和效率。一种解决办法是，控制晶体凝固过程的晶粒形状和尺寸，从而降低界面态密度、提高多晶硅太阳电池性能。工艺过程中的温度分布、凝固速度、固液界面形状会影响晶锭的晶粒形状和尺寸，这些工艺参数取决于冷源散热情况、坩埚厚度和加热器的热量分布，因此铸锭的设备对生产出的多晶硅电池有重要的影响。根据研究结果显示，为了生产出高质量的多晶硅
新型晶硅太阳能电池、薄膜太阳能电池-概述说明以及解释
新型晶硅太阳能电池、薄膜太阳能电池-概述说明以及
解释
1.引言
1.1 概述
晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池是目前研究和应用最广泛的两种太阳能电池技术。随着对可再生能源需求的日益增长，这两种太阳能电池的研究和发展在近年来获得了巨大的关注。
晶硅太阳能电池是一种基于单晶硅或多晶硅材料制造的太阳能电池。其工作原理是利用太阳光照射在硅材料上时会产生光生电流，进而转化为电能。晶硅太阳能电池具有高转换效率、较长的寿命和良好的稳定性等特点，适用于各种规模的太阳能发电系统，从小型家庭系统到大型商业系统。
而薄膜太阳能电池是一种利用非晶态硅、铜铟镓硫等材料制造的太阳能电池。相比于晶硅太阳能电池，薄膜太阳能电池可以实现更低的制作成本和更高的柔韧性。薄膜太阳能电池通常采用卷曲或可弯折的材料制成，可以应用于建筑物外墙、屋顶和其他曲面。此外，薄膜太阳能电池还具有吸收弱光、高温环境下的较好表现等优势。
研究新型晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池的目的是为了进一步提高太阳能电池的效率、降低制造成本以及拓展其在各个领域的应用。本文将
从工作原理、特点和优势以及应用前景等方面对新型晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池进行详细介绍，并最后对其重要性进行总结以及展望未来的发展方向。通过深入了解这两种太阳能电池技术，可以为太阳能行业的发展提供有价值的参考。
1.2 文章结构
本文将详细介绍新型晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池两种不同类型的太阳能电池。首先，引言部分将提供对整篇文章的概述，包括对这两种太阳能电池的介绍以及它们的应用前景。接下来，本文将分别介绍新型晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池的工作原理、特点和优势。在工作原理部分，将详细解释这两种太阳能电池的工作机制，包括光电转换和能量输出过程。特点和优势部分将重点介绍新型晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池相比传统太阳能电池的优势和特点，比如转换效率的提高、制造成本的降低等。在应用前景部分，将探讨这两种太阳能电池在未来的潜在应用领域，比如建筑一体化、电动汽车等。最后，在结论部分，将总结新型晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池的重要性，并展望它们的未来发展方向。通过本文的阅读，读者将对新型晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池有更加全面的了解，并对它们的应用潜力有更深入的认识。
新型晶硅太阳能电池、薄膜太阳能电池
新型晶硅太阳能电池、薄膜太阳能电池
全文共四篇示例，供读者参考
第一篇示例：
新型晶硅太阳能电池是目前市场上最常见的太阳能电池类型之一。它主要由硅材料制成，具有较高的转换效率和稳定性。晶硅太阳能电
池已经经过多年的研发和市场验证，技术成熟，具有较高的可靠性和
生产规模。它们可以广泛应用于家庭和商业光伏发电系统，为建筑物
提供清洁能源。随着技术的不断改进，新型晶硅太阳能电池的转换效
率也在不断提高，成本逐渐降低，为其在未来能源市场中的竞争力提
供了保障。
与新型晶硅太阳能电池相比，薄膜太阳能电池采用了新型材料和
制备工艺，具有较轻薄、柔性、可弯曲等特点。薄膜太阳能电池适用
于一些特殊场景，如建筑物、汽车车顶等曲面结构上的应用。由于其
相对轻薄灵活，因此可以更方便地安装在各种不同形状的表面上，为
建筑物提供美观且高效的能源利用方式。薄膜太阳能电池的生产工艺
相对较简单，制造成本也相对较低，为其大规模应用提供了便利。
尽管新型晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池有着各自的优势和应
用领域，但它们都面临着一些共同的挑战。在提高转换效率和降低生
产成本的还需要不断改进光电转换技术、材料研发和生产工艺，以满
足日益增长的市场需求。太阳能电池的环保性和可再生性也是亟待解决的问题，需要进一步优化循环利用和回收利用的技术和政策。
新型晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池作为太阳能电池领域的两大主流技术，将在未来的能源转型中发挥重要作用。它们各自具有独特的特点和优势，在不同的应用场景中有着广阔的前景。通过持续的研发和创新，太阳能电池技术将不断进步，为实现清洁能源的可持续利用做出更大的贡献。我们有理由相信，太阳能电池技术将成为未来能源领域的重要支柱，助力人类建设更美好的未来。
单晶硅,多晶硅,薄膜电池的区别
单晶硅，多晶硅，薄膜电池的区别
太阳电池最早问世的是单晶硅太阳电池。硅是地球上极丰富的一种元素，几乎遍地都有硅的存在，可说是取之不尽，用硅来制造太阳电池，原料可谓不缺。但是提炼它却不容易，所以人们在生产单晶硅太阳电池的同时，又研究了多晶硅太阳电池和非晶硅太阳电池，至今商业规模生产的太阳电池，还没有跳出硅的系列。其实可供制造太阳电池的半导体材料很多，随着材料工业的发展、太阳电池的品种将越来越多。目前已进行研究和试制的太阳电池，除硅系列外，还有硫化镉、砷化镓、铜铟硒等许多类型的太阳电池，举不胜举，以下介绍几种较常见的太阳电池。
单晶硅太阳电池
单晶硅太阳电池是当前开发得最快的一种太阳电池，它的构成和生产工艺已定型，产品已广泛用于宇宙空间和地面设施。这种太阳电池以高纯的单晶硅棒为原料，纯度要求
99.999％。为了降低生产成本，现在地面应用的太阳电池等采用太阳能级的单晶硅棒，材料性能指标有所放宽。有的也可使用半导体器件加工的头尾料和废次单晶硅材料，经过复拉制成太阳电池专用的单晶硅棒。将单晶硅棒切成片，一般片厚约0.3毫米。硅片经过成形、抛磨、清洗等工序，制成待加工的原料硅片。加工太阳电池片，首先要在硅片上掺杂和扩散，一般掺杂物为微量的硼、磷、锑等。扩散是在石英管制成的高温扩散炉中进行。这样就在硅片上形成P/FONT>N结。然后采用丝网印刷法，将配好的银浆印在硅片上做成栅线，经过烧结，同时制成背电极，并在有栅线的面涂覆减反射源，以防大量的光子被光滑的硅片表面反射掉，至此，单晶硅太阳电池的单体片就制成了。单体片经过抽查检验，即可按所需要的规格组装成太阳电池组件（太阳电池板），用串联和并联的方法构成一定的输出电压和电流，最后用框架和封装材料进行封装。用户根据系统设计，可将太阳电池组件组成各种大小不同的太阳电池方阵，亦称太阳电池阵列。目前单晶硅太阳电池的光电转换效率为15％左右，实验室成果也有20％以上的。用于宇宙空间站的还有高达50%以上的太阳能电池板。
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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