薄膜太阳能电池1
薄膜太阳能电池分类
薄膜太阳能电池分类21世纪初之前，太阳能电池主要以硅系太阳能电池为主，超过89%的光伏市场由硅系列太阳能电池所占领，但自2003年以来，晶体硅太阳能电池的主要原料多晶硅价格快速上涨，因此，业内人士自热而然将目光转向了成本较低的薄膜电池。
薄膜太阳电池可以使用在价格低廉的玻璃、塑料、陶瓷、石墨，金属片等不同材料当基板来制造，形成可产生电压的薄膜厚度仅需数μm，目前转换效率最高可达13%以上。
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使用范围大，可和建筑物结合或是变成建筑体的一部份，使用非常广泛。
1.硅基薄膜电池硅基薄膜电池包括非晶硅薄膜电池、微晶硅薄膜电池、多晶硅薄膜电池，而目前市场主要是非晶硅薄膜电池产品。
非晶硅的禁带宽度为1.7eV，通过掺硼或磷可得到p型或n型a-Si。
为了提高效率和改善稳定性，还发展了p-i-n/p-i-n双层或多层结构式的叠层电池。
2.碲化镉（CdTe）薄膜电池碲化镉薄膜电池是最早发展的太阳电池之一，由于其工艺过程简单，制造成本低，实验室转换效率已超过16%，大规模效率超过12%，远高于非晶硅电池。
不过由于镉元素可能对环境造成污染，使用受到限制。
近年来美国FirstSolar公司采取了独特的蒸气输运法沉积等特殊措施，解决了污染问题，开始大规模生产，并为德国建造世界最大的光伏电站提供40MW 碲化镉太阳电池组件。
3.铜铟镓硒(CIGS)薄膜电池铜铟镓硒薄膜电池是近年来发展起来的新型太阳电池，通过磁控溅射、真空蒸发等方法，在基底上沉积铜铟镓硒薄膜，薄膜制作方法主要有多元分布蒸发法和金属预置层后硒化法等。
基底一般用玻璃，也可用不锈钢作为柔性衬底。
实验室最高效率已接近20%，成品组件效率已达到13%，是目前薄膜电池中效率最高的电池之一。
4.砷化镓（GaAs）薄膜电池砷化镓薄膜电池是在单晶硅基板上以化学气相沉积法生长GaAs薄膜所制成的薄膜太阳电池，其直接带隙1.424eV，具有30%以上的高转换效率，很早就被使用于人造卫星的太阳电池板。
新型薄膜式太阳能电池安装方法
新型薄膜式太阳能电池安装方法随着全球对清洁能源的需求日益增加，太阳能电池的需求也呈现出爆发式增长。
而新型薄膜式太阳能电池作为目前市场上最具潜力的太阳能电池，其安装方法备受关注。
在本文中，我们将介绍新型薄膜式太阳能电池的安装方法，以帮助大家更好地理解和使用这种新型太阳能电池。
一、准备工作在安装新型薄膜式太阳能电池之前，需要做好以下准备工作： 1. 确定安装位置：选择一个光照充足、阴影较少的位置进行安装。
2. 准备安装支架：安装支架应该坚固、稳定，可以承受太阳能电池板的重量。
3. 检查配件：检查太阳能电池板与支架之间的配件是否齐全。
4. 安全措施：在安装过程中，需要佩戴安全帽、安全带等安全装备，以确保安全。
二、安装步骤1. 安装支架：将支架固定在安装位置上，并确保支架平稳。
2. 安装配件：将太阳能电池板与支架之间的配件齐全安装好，以确保太阳能电池板的稳定性。
3. 安装太阳能电池板：将太阳能电池板放置在支架上，并用螺丝固定好。
4. 连接电缆：将太阳能电池板上的电缆连接到充电控制器上，以便将太阳能转化为电能存储起来。
5. 连接负载：将充电控制器连接到负载上，以便使用存储的电能。
三、安装注意事项1. 安装时应注意防滑，以防止意外发生。
2. 在安装太阳能电池板时，应注意避免将电线捆绑在太阳能电池板上，以免损坏电线。
3. 安装完毕后，需要定期检查太阳能电池板和充电控制器的状态，以确保其正常工作。
总之，新型薄膜式太阳能电池是一种高效、环保的清洁能源，其安装方法也比较简单。
只需要按照上述步骤进行安装，就可以实现对太阳能的有效利用。
我们相信，在不久的将来，这种新型太阳能电池将会成为更多家庭和企业的首选。
薄膜太阳能电池封装工艺简介
薄膜太阳能电池封装工艺简介概述薄膜太阳能电池作为一种高效、轻薄、柔性的太阳能电池，已经在能源领域得到广泛应用。
其中，薄膜太阳能电池封装工艺是整个生产过程中非常重要的一部分，它是将薄膜太阳能电池片与封装材料合理结合，以保护电池片，并提高电池的稳定性和效率的过程。
本文将介绍薄膜太阳能电池封装的基本工艺和流程。
薄膜太阳能电池封装工艺流程薄膜太阳能电池封装工艺包括以下几个主要步骤：1.准备工作：对薄膜太阳能电池片进行检查，确保其质量符合要求。
同时，准备好所需的封装材料，如背电极、背板、封装胶等。
2.封装背电极：将背电极粘贴在薄膜太阳能电池片的背面，以提供电流的传导和连接功能。
背电极的粘贴需要使用特殊的胶水，确保背电极与电池片之间无空隙。
3.安装背板：将背板固定在背电极上，以保护电池片，并提供良好的支撑。
背板通常采用耐候性较好的材料，如塑料或金属。
4.填充封装胶：在背板上涂覆一层封装胶，将封装胶均匀地涂抹在整个背板上，确保电池片能够被充分覆盖。
封装胶的材料可根据具体需求选择，常见的有有机硅、聚氨酯等。
5.封装胶固化：待封装胶涂覆完毕后，需要将其进行固化，以提高胶水的稳定性。
固化的方法可以是自然固化或烘箱固化，根据具体工艺和生产需求进行选择。
6.切割：将已固化的薄膜太阳能电池进行切割，得到所需尺寸的电池片。
切割时需要注意切口的平整和尺寸的一致性，以保证后续组装的顺利进行。
7.电池片测试：对切割好的电池片进行测试，检查其光电性能和其他关键指标是否符合要求。
测试的方法可以是电流-电压曲线测试、光谱响应测试等。
8.组装：根据具体的产品需求，将电池片与其他组件进行组装，如连接导线、安装支架等。
组装工艺需要严格控制每个环节的精度和质量，确保组装的稳定性和可靠性。
9.封装测试：对已组装好的薄膜太阳能电池组件进行全面的测试，包括电池组件的电性能、机械性能等。
测试结果将直接影响组件的质量和性能。
结论薄膜太阳能电池封装工艺是保护和提升电池性能的关键环节，它涉及多个步骤和工艺参数的控制。
CIGS薄膜太阳能电池简要介绍和发展现状
汇报人：XX
目 录
• CIGS薄膜太阳能电池概述 • CIGS薄膜太阳能电池发展历程 • CIGS薄膜太阳能电池制备技术 • CIGS薄膜太阳能电池性能评价 • CIGS薄膜太阳能电池应用领域拓展 • CIGS薄膜太阳能电池产业发展现状及挑战 • 总结与展望
01
CIGS薄膜太阳能电池概述
定义与基本原理
CIGS薄膜太阳能电池定义
CIGS是铜铟镓硒（CuInGaSe2）的缩写，是一种基于多元化合物半导体的薄 膜太阳能电池。
工作原理
CIGS薄膜太阳能电池利用光电效应，将光能转换为电能。当太阳光照射到电池 表面时，光子被吸收并激发出电子-空穴对，在内建电场作用下分离并收集到电 极上，从而产生电流。
优点
工艺简单，成本低，适用于大面积生产。
缺点
薄膜质量受喷涂工艺和热处理条件等因素影响， 难以控制。
不同制备方法比较
真空蒸发法与电化学沉积法比较
真空蒸发法制备的薄膜质量较高，但设备成本高；电化学沉积法设备简单，成本 低，但沉积速率较慢。
喷涂热解法与前两者比较
喷涂热解法工艺简单，成本低，适用于大面积生产，但薄膜质量相对较难控制。 在实际应用中，可根据具体需求和条件选择合适的制备方法。
器件结构
初步构建CIGS薄膜太阳能电池的 器件结构，研究各层之间的相互 影响。
实验室规模制备
在实验室规模下，制备出小面积 的CIGS薄膜太阳能电池，并对其 性能进行评估。
技术突破与产业化进程
01
02
03
大面积制备技术
突破大面积均匀制备CIGS 薄膜的技术难题，为产业 化奠定基础。
转换效率提升
通过优化材料组成、改进 制备工艺等方式，不断提 高CIGS薄膜太阳能电池的 转换效率。
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晶体硅太阳能电池是目前应用最广泛的太阳能电池技术之一。
它由大面积的单晶硅或多晶硅材料组成，通过将硅材料加工成光伏电池片并组装成电池组，从而将太阳能转化为电能。
晶体硅太阳能电池具有转换效率高、稳定性好、寿命长等优点，被广泛应用于屋顶光伏发电、太阳能光伏电站等领域。
薄膜太阳能电池是一种新型的太阳能电池技术，采用薄膜材料作为光伏电池片，相比于晶体硅太阳能电池，薄膜太阳能电池具有重量轻、柔软性好、制造成本低等优点。
单晶硅、多晶硅、非晶硅、薄膜太阳能电池的工作原理及区别1
单晶硅、多晶硅、非晶硅、薄膜太阳能电池的工作原理及区别硅太阳能电池的外形及基本结构如图1。
其中基本材料为P型单晶硅，厚度为0.3—0.5mm左右。
上表面为N+型区，构成一个PN+结。
顶区表面有栅状金属电极，硅片背面为金属底电极。
上下电极分别与N+区和P区形成欧姆接触，整个上表面还均匀覆盖着减反射膜。
当入发射光照在电池表面时，光子穿过减反射膜进入硅中，能量大于硅禁带宽度的光子在N+区，PN+结空间电荷区和P区中激发出光生电子一一空穴对。
各区中的光生载流子如果在复合前能越过耗尽区，就对发光电压作出贡献。
光生电子留于N+区，光生空穴留于P区，在PN+结的两侧形成正负电荷的积累，产生光生电压，此为光生伏打效应。
当光伏电池两端接一负载后，光电池就从P区经负载流至N+区，负载中就有功率输出。
太阳能电池各区对不同波长光的敏感型是不同的。
靠近顶区湿产生阳光电流对短波长的紫光（或紫外光）敏感，约占总光源电流的5—10%（随N+区厚度而变），PN+结空间电荷的光生电流对可见光敏感，约占5%左右。
电池基体域产生的光电流对红外光敏感，占80—90%，是光生电流的主要组成部分。
iS电E1•太阳能电池的基本结构及工作原理2.单晶硅太阳能电池单晶硅太阳能电池是当前开发得最快的一种太阳能电池，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。
这种太阳能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能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，经过复拉制成太阳能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。
加工太阳能电池片，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PN 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，单晶硅太阳能电池的单体片就制成了。
薄膜太阳能电池原理
薄膜太阳能电池原理
薄膜太阳能电池的原理是基于光电效应，将太阳光转化为电能。
当太阳光照射到薄膜太阳能电池上时，光子会被吸收，并激发出电子。
这些电子被薄膜内置的电场分离，形成电荷。
正电荷被推向一侧，负电荷被推向另一侧，形成光生电动势（光生电压）。
当外部电路接通时，电流会从负电荷流向正电荷，从而产生电流。
薄膜太阳能电池的光电转换效率取决于薄膜材料的种类和质量。
与其他太阳能电池相比，薄膜太阳能电池具有较高的光电转换效率和较低的成本。
此外，薄膜太阳能电池还可以与其他建筑材料结合使用，具有广泛的应用前景。
薄膜太阳能电池技术
薄膜太阳能电池技术
薄膜太阳能电池技术是一种太阳能电池的制造技术。
与传统的硅基太阳能电池相比，薄膜太阳能电池采用了更薄、更轻的材料来制造电池片。
薄膜太阳能电池技术具有以下特点：
1.轻薄柔性：薄膜太阳能电池使用的是薄膜材料，相对于硅基太阳能电池的玻璃基底，薄膜太阳能电池更轻薄，也更柔性，可以适应弯曲和复杂的表面形状。
2.成本低：薄膜太阳能电池制造过程相对简单，不需要高温和高真空条件，可以以较低的成本大规模生产。
3.高温稳定性：薄膜太阳能电池具有较好的高温稳定性，相对于硅基太阳能电池，在高温环境下性能衰减较小。
4.良好的低光强效果：薄膜太阳能电池对于低光强度环境有较好的适应能力，相对于硅基太阳能电池，在阴天或弱光条件下也能产生较高的电能输出。
薄膜太阳能电池技术目前有几种不同材料的薄膜电池，包括硅薄膜太阳能电池、铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池、半导体量子点薄膜太阳能电池等。
每种薄膜材料都有其独特的特性和应用领域。
薄膜太阳能电池技术在光伏发电领域得到广泛应用，并且不断进行研发和改进，以提高效率、降低成本，推动太阳能产业的发展。
光学薄膜在太阳能电池上的应用
光学薄膜在太阳能电池上的应用xx年xx月xx日•引言•光学薄膜基础知识•光学薄膜在太阳能电池中的应用•新型光学薄膜材料的研发与优化目录01引言随着能源危机的加剧，可再生能源的开发和利用逐渐受到人们的重视。
太阳能作为一种清洁、可再生的能源，具有广泛的应用前景。
太阳能电池是太阳能利用的关键技术之一，提高其光电转换效率是当前研究的重点。
光学薄膜是一种能够通过调控光的反射、透射和吸收等特性来优化器件性能的薄膜材料。
近年来，光学薄膜在太阳能电池上的应用逐渐受到关注，成为提高太阳能电池性能的重要手段之一。
背景介绍研究目的本课题旨在研究光学薄膜在太阳能电池上的应用，探讨其对太阳能电池性能的影响，并优化光学薄膜的设计和制备工艺，以提高太阳能电池的光电转换效率。
研究意义通过本研究，可以深入了解光学薄膜在太阳能电池中的作用和机制，为优化太阳能电池的结构和性能提供理论支持和实践指导。
同时，本研究还可以促进光学薄膜技术的发展，为其他光电器件的性能优化提供借鉴和参考。
研究目的和意义02光学薄膜基础知识光学薄膜是一种能够改变光传播特性的薄层结构，通过改变入射光束的强度、偏振状态、相位等特性，达到增透、反射、滤光等目的。
光学薄膜的定义光学薄膜可分为增透膜、反射膜、滤光膜等，其中增透膜主要用于减少反射光的强度，提高光学器件的透射率；反射膜主要用于将入射光反射回原路；滤光膜则用于只允许特定波段的光通过，而阻止其他波段的光通过。
光学薄膜的分类光学薄膜的定义与分类1光学薄膜的制备方法23包括真空蒸发、溅射、离子镀等，通过在真空中利用物理过程，使得材料表面形成一层薄膜。
物理气相沉积（PVD）包括常压CVD、等离子体增强CVD、激光诱导CVD等，通过化学反应过程，在材料表面形成一层薄膜。
化学气相沉积（CVD）包括溶胶-凝胶法、电化学法等，通过在液体状态下将化学物质沉积在材料表面形成薄膜。
液相沉积（LPD）03光学薄膜在太阳能电池中的应用03光学薄膜的设计与优化通过优化光学薄膜的结构和材料，可以提高其对太阳能光谱的吸收和反射性能，从而提高太阳能电池的转化效率。
薄膜电池原理
薄膜电池原理薄膜电池是一种新型的高性能电池，具有轻薄、灵活、高能量密度和高效率等优势。
它被广泛应用于电子产品、太阳能和储能系统等领域。
薄膜电池的原理是基于两种或更多材料之间的电化学反应，通过在薄膜材料之间分离电荷来产生电力。
薄膜电池的核心部分是电解质薄膜和阳阴极材料。
电解质薄膜有助于离子的传输，同时阻挡了电子的通过，从而形成了电荷分离的电势差。
阳阴极资源和电解质薄膜之间产生的反应使得电子在外部电路中流动，从而实现了电能的转化。
在薄膜电池的工作过程中，阳极（负极）和阴极（正极）之间的电子通过外部电路流动，而阳极离子和阴极离子则通过电解质薄膜进行传输。
当两种材料之间存在一种电化学反应时，外部电路中的电子流动就会产生电能。
薄膜电池的性能主要取决于电解质薄膜和阳阴极材料的选择。
电解质薄膜的选择要具有良好的离子传导性和较高的电分解电压，以减少电解质薄膜分解的可能性。
同时，阳阴极材料应具有较高的导电性和储能能力，以提高电池的能量密度和循环寿命。
薄膜电池的生产过程是一个复杂而精细的工艺。
首先，需要制备电解质薄膜，通常采用溶液挤压、膜法和溶剂挥发等方法。
然后，在电解质薄膜上涂覆阳极和阴极材料，并通过热处理使其与电解质薄膜紧密结合。
最后，通过切割、封装等步骤完成薄膜电池的制备。
薄膜电池的应用广泛，其中最为重要的是在可穿戴设备、柔性显示屏、智能手机和便携式电子产品等领域。
由于薄膜电池的轻薄和灵活性，使得它们能够适应各种形状和尺寸的设备。
此外，薄膜电池还被广泛应用于太阳能和储能系统中，为可再生能源的利用和储存提供了新的解决方案。
总之，薄膜电池是一种基于电化学反应原理的高性能电池。
通过电解质薄膜和阳阴极材料之间的反应，薄膜电池能够产生电能并实现电能的转化。
薄膜电池具有轻薄、灵活、高能量密度和高效率等优势，是未来电池技术发展的重要方向。
随着技术的不断创新和进步，薄膜电池的应用前景将更加广阔。
cigs薄膜太阳能电池结构
cigs薄膜太阳能电池结构
CIGS薄膜太阳能电池是一种薄膜太阳能电池，其结构由多个层次组成。
典型的CIGS薄膜太阳能电池结构包括以下几个部分：
1. 衬底，通常是玻璃或不锈钢基板，用于支撑整个电池结构并提供稳定的基础。
2. 后电极，通常是一层薄的金属层，如不锈钢或铝，用于收集电子并将其引出电池。
3. CIGS吸收层，CIGS代表铜铟镓硒，这是电池的关键部分，它是由铜、铟、镓和硒元素组成的薄膜，能够吸收太阳光并产生电子-空穴对。
4. 缓冲层，通常是由碲化镉或其他材料组成的薄膜，用于改善CIGS吸收层与前电极之间的接触，同时还能够提高电池的稳定性和效率。
5. 透明导电层，通常是氧化铟锡（ITO）或其他透明导电氧化物材料，用于收集从CIGS吸收层中产生的电子并将其引出电池。
6. 前电极，通常是一层透明导电材料，用于收集电子并将其引
出电池，同时还能够允许太阳光透过并被CIGS吸收层吸收。
这些层次的结合使得CIGS薄膜太阳能电池能够高效地转换太阳
能光子为电能。
同时，这种结构相对较薄且灵活，因此可以用于多
种应用，如建筑一体化和便携式充电设备等。
总的来说，CIGS薄膜
太阳能电池结构的设计使其成为了一种具有潜力的太阳能电池技术。
薄膜太阳能电池材料
薄膜太阳能电池是一种相对传统的太阳能电池技术，采用薄膜材料作为光电转换层。
以下是几种常用的薄膜太阳能电池材料：
1. 硅薄膜太阳能电池（a-Si）：硅薄膜太阳能电池使用非晶硅（amorphous silicon）作为光电转换层。
它具有较低的成本和较高的灵活性，可适应多种形状和表面。
然而，它的转换效率相对较低。
2. 铜铟镓硒薄膜太阳能电池（CIGS）：铜铟镓硒薄膜太阳能电池使用铜（Cu）、铟（In）、镓（Ga）和硒（Se）等元素的化合物作为光电转换层。
它具有较高的转换效率和较好的光吸收性能，但制造过程较复杂。
3. 铜铟硒薄膜太阳能电池（CIS）：铜铟硒薄膜太阳能电池使用铜（Cu）、铟（In）和硒（Se）等元素的化合物作为光电转换层。
它与CIGS材料相似，但在元素比例和晶体结构上略有不同。
4. 钙钛矿薄膜太阳能电池（Perovskite）：钙钛矿薄膜太阳能电池使用钙钛矿材料作为光电转换层。
这种材料具有良好的光吸收性能和较高的转换效率，并且制造成本较低。
然而，
稳定性和耐久性是目前钙钛矿太阳能电池面临的挑战之一。
这些薄膜太阳能电池材料具有不同的特点和应用情况，选择适当的材料取决于具体的需求和预算。
此外，还有其他一些薄膜太阳能电池材料正在研究和开发中，以提高转换效率和降低成本。
薄膜太阳能电池_常熟理工学院中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
薄膜太阳能电池_常熟理工学院中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.以下几种对硅薄膜的描述中，属于多晶硅薄膜范畴的为( )。
答案:晶粒尺寸150nm，晶化率98%2.当P元素在Si元素中成为替位式杂质且电离时，能够释放电子而产生导电电子形成正电中心，称它们为( )。
答案:施主杂质或N型杂质3.N型半导体中（）浓度相当高。
答案:电子4.衡量太阳能电池质量最根本和最直接的参数是（）。
答案:转换效率5.碲化镉薄膜材料的禁带宽度是（）eV。
答案:1.456.由于纯非晶硅薄膜中的悬键密度非常大，因此不适合作为半导体器件。
可以通过一定的薄膜制备技术引入（）原子来减小其悬键密度。
答案:氢7.一般而言，外延晶体硅薄膜太阳能电池的厚度只有几个微米，材料用量相当于晶体硅太阳能电池的（）。
答案:1/10到1/1008.在砷化镓中，由于As的电负性要大于Ga的电负性，因而当它们之间形成共价键时，电子更集中地分布在（）原子附近，从而表现出一定的极性。
答案:As9.典型的LPE生长系统主要包含带温控的外延炉、石英反应管、石墨生长舟、氢气发生器以及真空机组等几部分组成。
其中( )是其核心部分。
答案:石墨生长舟10.目前，砷化镓叠层电池主要采用（）结形式。
答案:三11.多结硅基薄膜太阳能电池中最简单，并且目前大规模生产中被广泛采用的是（）双结电池。
答案:非晶硅/非晶硅双结12.（）法是沉积CIGS薄膜最早的制备方法，也是使用最广泛和最成功的方法。
答案:电化学沉积法13.两步法工艺制备CIGS薄膜时，第一步得到富（）薄膜。
答案:Cu14.（）玻璃是目前CdTe电池生产所用的主流衬底材料,用于典型的上衬底结构电池的生产和研究。
答案:钠钙15.目前染料敏化太阳能电池最常用的对电极材料为（）。
答案:铂和碳若将铝原子掺入CdTe薄膜中，并替代Cd位会形成（）杂质。
答案:施主17.常用的钙钛矿薄膜制备方法为（）。
答案:以上都是18.以下不属于PN结特点的是（）。
薄膜电池文档
薄膜电池什么是薄膜电池？薄膜电池又称为薄型电池，是一种非常薄且具有较高柔性的电池。
与传统的电池相比，薄膜电池具有更轻薄、更高效、更安全等优势。
薄膜电池主要由薄膜形成的电解质和电极材料组成，通常由多层结构组成。
薄膜电池在科技发展中具有广泛的应用前景，可以应用于电子设备、智能穿戴设备、医疗设备、太阳能电池板等领域。
薄膜电池的类型根据不同的材料和结构，薄膜电池可以分为多种类型。
以下是一些常见的薄膜电池类型：1. 锂离子薄膜电池锂离子薄膜电池是目前最常见的薄膜电池类型。
它具有高能量密度、长循环寿命和低自放电率等优势。
锂离子薄膜电池由锂离子导电的聚合物电解质和锂离子嵌入电极材料组成。
这种电池常用于智能手机、平板电脑、笔记本电脑等便携设备。
2. 柔性太阳能薄膜电池柔性太阳能薄膜电池是一种可以弯曲和卷曲的薄膜电池。
它使用薄膜材料作为电极和光电转换材料，以将太阳能转化为电能。
相比传统的硅基太阳能电池板，柔性太阳能薄膜电池更轻薄灵活，可以应用于曲面物体上，具有更广阔的应用前景。
3. 有机太阳能薄膜电池有机太阳能薄膜电池是利用有机材料作为光电转换层的薄膜电池。
它具有低成本、易制备、可弯曲等优点，适用于大面积、柔性太阳能电池应用。
然而，有机太阳能薄膜电池的效率相对较低，仍在不断改进中。
薄膜电池的应用薄膜电池具有广泛的应用前景，在多个领域都可以发挥重要作用。
以下是一些薄膜电池的应用实例：1. 便携设备由于薄膜电池具有轻薄柔性的特点，它们非常适合于便携设备，如智能手机、平板电脑和笔记本电脑。
便携设备需要电池具有高能量密度和长续航时间，同时还需要轻薄柔性的特点，以适应用户的携带需求。
2. 智能穿戴设备薄膜电池也可以应用于智能穿戴设备，如智能手表、智能眼镜和智能耳机等。
这些设备通常需要小尺寸和柔性的电池来适应用户的舒适度和使用场景。
薄膜电池可以灵活地集成到这些设备的设计中，提供所需的电力支持。
3. 医疗设备在医疗设备领域，薄膜电池也具有重要的应用价值。
薄膜太阳能电池(thin film solar cell)
Dye-Sensitized Solar Cell
数据源：BP 2002、World Nuclear Association
微晶硅(nc-Si，uc-Si)
微晶硅其实是非晶硅的改良材料，其结构介于非晶硅和晶 体硅之间，主要是在非晶体结构中具有微小的晶体粒子， 因此同时具有非晶硅容易薄膜化，制程便宜的特性，以及 晶体硅吸收光谱广，且不易出现光劣化效应的优点，转换 效率也较高。目前已有将a-Si和nc-Si迭层后制成的薄膜太 阳能电池商品(由日本Sanyo研发成功)，可镀膜在一般窗户 玻璃上，透光的同时仍可发电，因此业界广泛看好将是未 來非晶硅材料薄膜太阳电池的的发展主流。
High absorption
“Light trapping” arrangement with rough interfaces and dielectric mirrors
Need of raw material
Thin-film solar cells
非晶硅薄膜太阳电池制造流程
非晶硅薄膜太阳电池制造流程 (玻璃基材)
太阳能电池市场现况
太阳能电池效率演进
非晶硅(Amorphus Silicon, a-Si)
是发展最完整的薄膜式太阳能电池。其结构通常为p-i-n（或 n-i-p）偶及型式，p层跟n层主要座为建立内部电场，I层则由 非晶系硅构成。非晶硅的优点在于对于可见光谱的吸光能力很 强，而且利用溅镀或是化学气相沉积方式生成薄膜的生产方式 成熟且成本低廉，材料成本相对于其他化合物半导体材料也便 宜许多；不过缺点则有转换效率低(约5~7%)，以及会产生严重 的光劣化现象的问题，因此无法打入太阳能发电市场，而多应 用于小功率的消费性电子产品市场。不过在新一代的非晶硅多 接面太阳能电池(MultijuctionCell)已经能够大幅改善纯非晶 硅太阳电池的缺点，转换效率可提升到6~8%，使用寿命也获得 提升。未來在具有成本低廉的优势之下，仍将是未來薄膜太阳 能电池的主流之一。
cigs薄膜太阳能电池的原理及制备
cigs薄膜太阳能电池性能改
04
进及优化
优化设计薄膜结构
优化薄膜厚度
通过调整薄膜厚度，可以优化太阳能电池的光吸收和载流子输运性能。较薄的薄膜可以增 加光吸收，但可能影响载流子的输运效率；较厚的薄膜可以提供更多的载流子输运通道， 但可能降低光吸收。因此，需要找到合适的厚度平衡点，以实现最佳性能。
调整薄膜成分
目前CIGS薄膜太阳能 电池的生产效率相对 较低，影响了其大规 模应用。
环保问题
CIGS薄膜太阳能电池 的生产过程中可能产 生环境污染，需要采 取环保措施降低对环 境的影响。
06
Байду номын сангаас
结论与展望
研究成果总结
高效性能
通过优化薄膜厚度和结构，CIGS薄膜 太阳能电池展现出了高效的性能，其
光电转换效率高达20%以上。
短路电流（ISC）
在零负载条件下，太阳能 电池的最大输出电流。
填充因子（FF）
衡量太阳能电池整体效率 的重要参数，等于最大输 出功率与开路电压和短路 电流乘积之比。
转换效率（η）
太阳能电池将光能转换为 电能的效率，通常以百分 比表示。
cigs薄膜太阳能电池制备方
03
法
真空蒸镀法
原理：真空蒸镀法是一种物理气相沉积技术，其 原理是将待沉积的材料置于真空室中，通过加热 蒸发材料并使其沉积在基底上，形成薄膜。
低成本
相对于传统的硅基太阳能电池，CIGS 薄膜太阳能电池具有较低的生产成本
，有利于大规模应用和推广。
稳定性良好
CIGS薄膜太阳能电池具有良好的热稳 定性和化学稳定性，能够在各种环境 下稳定运行。
应用广泛
CIGS薄膜太阳能电池适用于各种表面 和形状，如建筑、汽车、航空航天等 领域。
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碲化镉太阳能电池发展的2个误区
误区1：碲原料稀缺，无法保证碲化镉太阳能电池 的不断增产的需求。
在过去，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。碲化镉太阳能电池的不断成长的市场需 求，无法得到原料的保证。
应该在产品达到生命周期后可以回收再用 （额外收益大）
硅和薄膜太阳能电池产业链比较
第一代硅光太阳能电池制备工艺
Chronar（美国）
PECVD
沉积P、I、N层的工作气体
P层：硅烷（SiH4）、硼烷（B2H6）、甲烷 （CH4）、高纯氩（Ar）、高纯氢（H2）
I层：硅烷（SiH4） 、高纯氢（H2） N层：硅烷（SiH4）、磷烷（PH3）、高纯
缺点：产品面世时间短，原材料特性认识不充分问题。 技术瓶颈：提高Voc，研发出提高转换效率的工艺方法。
CdTe制备工艺（近距升华法）
碲化镉薄膜太阳能电池
电力系统需要稳定性，一般情况下 三种技术工作稳定性的对比
实际工作环境下性能参数对比
技术
非晶硅 晶体硅 碲化镉
铜铟镓硒
光照强 度低
++ ++ -
续保持世界领袖地位，必须成为新能源领域的领 导者。 美国必须制定更为严格的二氧化碳排放政策。 奥巴马政府必须制定一系列新政策为美国的绿色 能源建设打下政策基础。保证政策不变。
美国政府目前的对策
美国在未来10年将投资1500亿美元建立清洁能源工 业。
美国通过了新的2009年二氧化碳税法案，15美元/ 吨，每年增加10美元税率，5年后每年增加15美元 税率。对进口产品同样适用。
390MW $3.85 0.17B
175MW 1915M
W
484MW
$6.08
$133.2 1
0.98B
4.99B 11.36
B
美国过去3年中铜铟镓硒薄膜太阳能电池 大规模的风险资金投入
Solyndra Nanosolar Miasole SoloPower Sulfurcell （全部是CIGS）
太阳能电池的终极目标和技术解决思路
太阳能电池的终极目标： A 真正清洁能源 B 社会可负担的价格
举例： 如果要产生1GW(一个核电机组）的电力，需要大约面
积为5平方公里大小的太阳能电池板。阳光的能量密度 约~ 1KW/m2，到达地面只有70%，而其中只有部分 能量可以转换为电力。20% 可以认为是非常好的商用 转换率。土地和系统都有成本。 要取得好的成本效益，目前的技术有只2种解决思路：
1954年 2009年
世界人口 27亿
67亿5千万 +2.5倍
石油价格 2.8美元/桶 81.6美元/桶 +29倍
汽车数量 5千万辆
2亿7千万辆 +5.4倍
美国开发多样化的能源资源 来满足不断成长的能源需求
美国的能源结构
美国能源部 2009年5月公布统计数据
美国政府的观点
在未来的十年中，美国会面对更高的油价。 绿色能源将引发一场新的工业革命。美国要想继
缺点：
转换效率低，7-8%左右； 工艺成本太高，生产线造价1-1.2亿美金。
技术瓶颈：
沉积速度慢； 光诱导衰减问题是大难题，目前无根本解决方法。
非晶硅薄膜太阳能电池
三种薄膜技术的优缺点-2
铜铟镓硒薄膜太阳能电池
优点： 多晶异质结薄膜太阳能电池，反对的人少； 4个元素安全环保，稳定； 目前实验室转换效率高，19.9% （世界纪录）。
薄膜太阳能电池技术产业化发展现状
晶硅电池与CdTe薄膜电池对比
晶硅电池：
技术陈旧，1954年 高能耗，高碳排放量 电池材料厚度100-300 μm 禁带宽度1.12 ev（电压低） 成品率低：40% 生产过程几小时左右 透光性差 市场份额递减（2015，欧盟
停用） 成本：1.6美元/W
1. 电池的面积降到最小 2. 电池的成本降到最低
为使电池面积最小—研制聚焦型太阳能电池
高倍聚焦的太阳能发电系统 80%
国内最好的聚焦系统 3KW 38%
核 心 技 术
为使成本最低—研制薄膜太阳能电池
应该对昂贵的半导体材料的消耗要少 1%~10%（材料消耗少）
应该非常适合高度自动化的生产过程 （工艺成本低）
$6亿美元 CMEA，Redpoint等 $5亿美元 Larry Page 等 $3亿美元 KPCB，firelake等 $2.3亿美元 Convexa 等 $1.7亿美元 Intel，masdar 等
BIPV市场应用举例
功能性薄膜太阳能电站
集群式小型薄膜太阳能电站
建筑一体化太阳能幕墙
停车场
纳斯达克大楼太阳能幕墙
幕墙式太阳能电站
纽约旅馆太阳能光伏幕墙
分析碲化镉太阳能电池板结构
背电极 P极-碲化镉 N极-硫化镉 导电氧化膜
基板玻璃
光发生率
基材玻璃占成本的53%，碲化镉及辅助原料占成本的47%
国际光伏技术提升路径
转换率
18% 15% 12% 11%
未来预计
全新的电池和 储能装置设计
哈纳德博士 1948 年代建立玻璃公司，研发生产钢化玻 璃和弯曲玻璃（电视机用玻璃）。结果遇到50年代美国 汽车工业迅速发展，挖到第一桶金。69年成为世界第三 大电视机和汽车玻璃生产商。
直接能带 节约原料和成本
~ 3 mm(2009) 和硅系材料厚度(100-300 mm)相比;
阳光吸收指数最高:95%以上。 材料的结构和处理过程简单
碲化镉是2种材料的合成，比铜铟镓硒4种元素 合成简单。
系统工作稳定性好。 已进入大规模工业化生产。（First Solar）
碲化镉太阳能电池的2个误区
误区2：碲化镉太阳能电池在生产和使用过程中的万 一有排放和污染，危害环境怎么办？
太阳能级高纯碲化镉是由高纯碲和镉在高温密闭的惰性气体，还 原性气体和真空 环境中反应得到的。反应容器为石英管，在这 一反应过程中，通过回收清洗液中的碲和镉，回收使用过的碲化 镉太阳能电池，可实现零排放。美国国家实验室做过碲化镉高温 燃烧试验，温度为760-1100度，试验发现，在火灾发生时每 100万千瓦，释放的镉总量极限为0.01克。目前的火力发电厂 排放的镉大大高于碲化镉电池。
生产一节镍镉电池需用10克镉，而峰值功率100瓦的一平米太 阳能电池，仅用7克镉。每产生一度电，镍镉电池需消耗3265 毫克金属镉，而碲化镉太阳能电池仅需1.3毫克。二者相差 2000倍。
碲化镉不是单独的镉元素。碲化镉是稳定的。
答案：同镉在其他方面的应用相比，镉在碲化镉太阳能电池中的应 用是最安全和环保的，目前还没有对环境有危害的报道。
美国政府强制大型电力公司在其产品中必须有10%24%以上电力来自的再生能源。
美国联邦和州政府为安装太阳能系统的所有家庭用 户提供50%以上的补贴。
美国政府的具体措施 现有电网的强制性再生能源比例
美国太阳能行业的几个数据
投资：2001-2010年的太阳能相关半导体行业风险投资资金 为45亿美元，比以往增加1100%， 而对传统的半导体行业的 投资则减少了30% 。
高温环境
组件转 换率
++
-
-
++
++ 平均值
-
+
-------- 根据EUPD2009年调查报告
美国电网中的太阳能电力成本比较
目前，从经济效益上看，晶体硅太阳能电力价格和传统 电网电力价格比，尚无竞争力。碲化镉有实现平价上网 电价的可能。
美国电网平均电价
0.086美元/度
美国备用电网平均电价
0.22美元/度
美国平均晶硅太阳能电价
0.27美元/度
内华达，12MV碲化镉电站电价 0.075美元/度
美国能源部对太阳能发电的期待价格是： 0.10美元/度
碲化镉薄膜太阳能电池是近期最好的技术
最优化的单质结能带
理论: Eg ~ 1.56 eV; 实际: Eg ~ 1.35 – 1.40 eV
缺点： 技术多样，无标准工艺方法； 4元化合物，工艺复杂，沉积速度慢；成本高。
技术瓶颈： 材料处理工艺问题是大难题； 大面积镀膜的均匀度问题，目前无很好解决方法。
多源共蒸发法（PVD）
CIGS 铜铟镓硒薄膜太阳能电池
三种薄膜技术的优缺点-3
碲化镉（CdTe）薄膜太阳能电池
CdTe薄膜电池：
2003年 低能耗（湿法冶金） 0.8-3 μm 1.52 ev （有高压潜能） 90% 30-45 mins 透光性好（BIPV） 市场份额激增（中国：
2GW） 成本：0.87美元/W
1954年 美国贝尔实验室制造出 第一块商用太阳能电池Leabharlann 氩（Ar）、高纯氢（H2）
最具广泛应用潜力的三种薄膜材料
非晶Si CIGS（CuInGaSe） 碲化镉（CdTe）
三种薄膜技术的优缺点-1
非晶硅薄膜太阳能电池
优点：
硅薄膜沉积温度低，可直接沉积在普通基材上； 适合生产大面积太阳能电池，5.6平米左右； 和晶硅太阳能电池比节约原料。
2005
2010
2015 年
碲化镉技术可以适应浮法玻璃尺寸优化边缘
中国的光伏建筑一体化市场的前景
目前中国有大约500亿平方米的建筑表面，如果我们能 将10%的建筑面积转化为光伏建筑一体化材料，将是 250 GW的市场（以目前世界产能需要生产20年）。