薄膜与晶硅的区别(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%。
晶硅和薄膜组件结构
晶硅和薄膜组件结构
晶硅组件是一种太阳能电池组件,由晶硅材料制成。
晶硅材料是一种半导体材料,具有良好的光电转换性能。
晶硅组件的结构包括以下几个部分:
1. 表面玻璃:晶硅组件的顶部覆盖着一层透明的玻璃,用于保护内部的电池芯片。
2. 透明导电膜:在表面玻璃下方,有一层透明导电膜,通常采用氧化锡或氧化铟锡等材料制成,用于收集光电池产生的电流。
3. P-N结:在透明导电膜下方,有一层P-N结,由P型硅和N型硅材料组成。
P型硅材料中的杂质含有三价元素,如硼,使其带正电荷;N型硅材料中的杂质含有五价元素,如磷,使其带负电荷。
P-N结的形成使得晶硅材料具有半导体的特性。
4. 金属电极:在P-N结的两侧,分别连接有金属电极,通常采用铝或银等导电性好的材料制成,用于收集电池产生的电流。
薄膜组件是另一种太阳能电池组件,与晶硅组件相比,薄膜组件的材料更加薄而灵活。
薄膜组件的结构包括以下几个部分:
1. 表面玻璃:薄膜组件的顶部也覆盖着一层透明的玻璃,用于保护内部的薄膜材料。
2. 透明导电膜:在表面玻璃下方,与晶硅组件类似,也有一层透明导电膜,用于收集光电池产生的电流。
3. 薄膜材料:在透明导电膜下方,有一层薄膜材料,通常采用非晶硅、铜铟镓硒(CIGS)或钙钛矿等材料制成。
这些材料具有较高的光电转换效率,同时也具有较高的柔韧性,可以适应不同形状的表面。
4. 金属电极:在薄膜材料的底部,也连接有金属电极,用于收集电池产生的电流。
总体而言,晶硅组件和薄膜组件都是通过光电效应将太阳光转化为电能的装置,它们的结构有些相似,但材料和制备工艺有所不同。
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;9、晶体硅组件占地面积较非晶硅薄膜组件稍少;二、温度对输出功率的影响1、当工作温度为25℃时,两者均无功率损失;2、随着工作温度的不断上升,晶体硅的实际输出功率会出现大幅度下降,下降幅度约为非晶硅的3 倍;3、高温环境下,非晶硅材料的优势尤为明显。
温度系数(%/℃)组件类别开路电压 短路电流 最大功率 非晶硅 -0.34 0.018 -0.19晶体硅 -0.34 0.065 -0.43 三、弱光环境发电量的测试四、“热斑效应”的影响1、对于晶体硅太阳电池,小遮挡即可引起大功率损失,即“热斑效应”;2、阴影遮挡对于薄膜电池的影响要小得多。
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。
太阳能集电管应运而生CIGS太阳能集电管具有高效、廉价、有自主知识产权、设备能够国产化等一系列优点。
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。
从宏观上看,本项目场址位于北部Tamale地区,在加纳全国境内太阳能资源较为丰富,散射比值较小,仅次于上东与上西地区,具备较大开发价值。
加纳太阳能资源分布图Tamale市位于加纳北部地区,太阳总辐射年总量为6800MJ/m2左右,大部分地区属于“资源很丰富区”。
晶硅组件与薄膜组件在光伏电站应用差异及发电效果对比
晶硅组件与薄膜组件在光伏电站应用差异及发电效果对比传统能源存储量有限,不能过度开发使用,各国都积极推广可再生能源,希望改变能源结构,其中太阳能成为新能源中的焦点。
本文对光伏电站系统做了简单介绍,并就在电站设计中,对使用的晶硅组件与双结硅基薄膜组件产生的差异做了分析,同时对两种组件产品在发电输出上做了数据比较。
根据分析结果和实例可以看出,晶硅组件和双结硅基薄膜组件产品各具优缺点,需根据实际情况进行选用。
一、引言:传统能源日益紧张,各国都投入更大的人力和物力研究开发新的再生能源。
如何能够更加合理使用能源,提高能源的利用效率变得比以往更加具有现实和长远的意义。
太阳能因其具有资源丰富,分布广泛,绿色环保等优点,成为新能源中的焦点。
如今太阳能一般用作发电,在各国政府推出各种利好政策的激励下,大型地面电站在近几年被大力推广。
如何有效的降低光伏电站的系统建设成本,提高系统发电效率,成为光伏企业考虑的主要方向。
本文主要对传统的多晶硅组件和双结硅基薄膜组件在光伏电站系统中的差异表现进行分析,并对安装在同一地区光伏电站中的晶硅组件和双结硅基薄膜组件的发电数据做了对比。
二、光伏发电系统的工作原理太阳能光伏发电系统有很多类型,这里以太阳能光伏并网大型地面电站发电系统为例进行介绍。
光伏地面电站发电系统简化后如图1所示,由太阳能电池阵列,并网逆变器,并网保护装置,以及连接这些设备的布线及汇流箱,安装在交流侧的电表,升压变压器等构成。
太阳能电池产生直流电,直流电通过并网逆变器转换为交流电后并入电网,可以与电力公司提供的交流电一起使用。
图1 并网型光伏地面电站系统简化图太阳能组件是由数十个太阳能电池单元进行封装构成,太阳能组件阵列是由若干个太阳能电池组件串联及并联连接构成。
光伏系统的容量是由太阳能电池组件的最大输出功率之和来表示的。
系统的输出功率取决于辐射照度和太阳能电池单元的温度。
[1]逆变器的作用是将太阳能组件阵列产生的直流电转换成与电力公司供给的相同电压和频率的交流电。
第三代太阳能技术高聚光HCPV与聚光CPV附股
第三代太阳能技术高聚光HCPV与聚光CPV 附股使用晶硅电池和薄膜电池进行光电转换,分别是第一、第二代太阳能利用技术,均已得到了广泛应用。
利用光学组件将太阳光汇聚后,再进行利用发电的聚光太阳能技术,即高效的CPV系统发电,被认为是太阳能发电未来发展趋势的第三代技术。
与前两代电池相比,CPV采用多结的III-V族化合物电池,具有大光谱吸收、高转换效率等优点。
聚光型太阳能(ConcentratorPhotovoltaic,CPV)是指将汇聚后的太阳光通过高转化效率的太阳能电池直接转换为电能的技术,CPV是聚光太阳能发电技术中最典型的代表。
与晶硅和薄膜型平板式太阳能发电系统相比,CPV因其高转换效率和小得多的半导体材料用量,是最具有发展成为大型支撑电源潜力的太阳能发电方式。
通过简单复制的规模化部署,单一CPV电厂可以轻易达到MW 级规模,未来这一数字甚至有望达到100MW。
HCPV就是高聚光太阳能,高聚光太阳能(HCPV)与聚光(CPV)太阳能技术是通过聚光的方式把一定面积上的太阳光通过聚光系统会聚在一个狭小的区域(焦斑),太阳能电池仅需焦斑面积的大小即可,从而大幅减太阳能电池的用量。
一、CPV系统优势1、CPV系统具有转换率优势和耐高温性能。
硅电池的理论转换效率大概为23%,单结的砷化镓电池理论转换效率可达27%,CPV采用的多结的III-V族电池对光谱进行了更全面的吸收,其理论转换率可超过50%。
即使考虑到聚光和追踪所产生的误差损失,目前的CPV系统转换效率可达25%,高于目前市售晶硅电池17%左右的转换效率。
同时,砷化镓系电池的高温衰减性能强于硅系电池,更适合应用于日照强烈的荒漠地区。
同时,CPV系统的生产过程更加节能环保。
聚光倍数越大,所需的光伏电池面积越小,对高达几百倍的HCPV系统来说,硬币大小的转换电池就可转换碗口面积的光能。
在节省半导体材料用量的同时,降低了太阳能发电系统的生产成本和能耗,使CPV具有更短的能量回收期。
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刻,可以加密激光化刻的密度,从⽽做成透光组件。
优点⽣产⼯艺简单,弱光性好,组件可以做成透光的。
缺点是能量产的⾮晶硅转换效率差,单⽚组件容量⼩,同等规模占地⼤。
2、市场占有情况我们得从从⽬前的情况来看,尤其是经过了2012-2013的光伏产业低迷期,晶硅电池占据着全球市场90%的份额,薄膜仅仅10%的占有率。
光伏组件详细介绍
光伏组件详解1、分类目前市面上常见的主流光伏组件可分为晶硅组件与非晶硅薄膜组件,详细见图1-1。
图1-1 光伏组件分类图1-2多晶硅图1-3单晶硅图1-4硅基薄膜图1-5 GIGS图1-6 碲化镉 图1-7 砷化镓 图1-8 钙钛矿2、组件性能对比各组件性能对比表如表1-1所示.表1-1 组件对比表注:转化效率为单位面积光电转化效率,并非发电效率。
同样装机容量、同等条件下,薄膜组件反而比晶硅组件年发电量略高。
3、关注参数设计时需重点关注以下数据,具体见表1-2。
表1-2 关注组件参数表4、安装朝向及倾角图1-9 不同倾角朝向发电量大概图5、热斑效应当晶硅组件被遮挡时,遮挡部位成为负载消耗电能,产生热量,严重会引起火灾。
图1-10 热斑效应图1-11 火灾现场6、PID效应(1)概念PID效应:光伏组件的电路与其接地金属边框之间存在较高的电势差,造成了光伏组件输出功率衰减,又称电势诱导效应。
(2)原因可能原因 1:光伏组件在受到负偏压时,由漏电流阳极离子(一般为 Na 离子)流入电池片,降低电池的并联电阻。
即,半导体内出现了杂质,这些杂质会形成电池内部的导电通道,降低了组件的电流输出。
可能原因2:指组件长期在高电压工作,在盖板玻璃、封装材料、边框之间存在漏电流,大量电荷聚集在电池片表面,使得电池片表面的钝化效果恶化,导致填充因子、短路电流、开路电压降低,使组件性能低于设计标准,但此衰减是可逆的。
可能原因 3:光伏组件的边缘部分容易有水气进入,EVA 发生水解后会生成醋酸,醋酸和玻璃中的 Na 反应,可以生成大量的自由移动的 Na 离子,会与电池片表面的银栅线发生反应,从而腐蚀电池栅线,导致串联电阻的升高,导致组件性能衰减,此类衰减不可恢复。
对于PID效应真正原因争议较大,行业内认可度较高的为原因1。
(3)减小PID效应措施组件负极接地,增加隔离变压器。
增加隔离变压器的接线方式如下图1-12所示:图1-12 隔离变压器接线示意图注意事项:隔离变压器副边(靠网侧)的中性点需悬空!三相四线制智能电表只接入网侧零线,用于电网电压采样,以保证计量的准确性。
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。
晶硅与薄膜对比
晶硅技术在能效方面具有优势,而薄膜技术则具 有更大的优化潜力和灵活性。
应用领域对比
晶硅技术
广泛应用于光伏、半导体器件等领域,是当前主流的 光伏技术之一。
薄膜技术
适用于特定应用领域,如柔性光伏、穿戴设备等,具 有更广泛的应用前景。
总结
晶硅技术在光伏和半导体领域占据主导地位,而薄膜 技术则在一些特定领域具有优势和应用前景。
2000年代
晶体硅光伏发电技术不断升级 和优化,效率不断提高,成本
不断降低。
晶硅技术应用领域
01
02
03
光伏电站
晶硅技术广泛应用于大型 光伏电站建设,为电网提 供清洁能源。
分布式电源
晶硅技术也可用于分布式 光伏发电系统,为家庭、 企业等提供自用电力。
移动能源
晶硅技术还可应用于移动 电源领域,如太阳能充电 器、太阳能灯具等。
薄膜技术未来展望
高柔性
薄膜太阳能电池具有轻薄、可弯曲的特性,未来有望在可穿戴设 备、汽车、建筑等领域得到广泛应用。
低成本
薄膜太阳能电池的制造成本相对较低,未来有望通过进一步技术创 新和规模化生产降低成本。
高光电转换效率
新型薄膜太阳能电池的研究取得不断突破,未来有望实现更高的光 电转换效率。
晶硅与薄膜技术融合发展
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互补性
晶硅和薄膜太阳能技术各有优缺点,未来有望通 过技术融合实现优势互补,提高整体性能。
集成化
晶硅和薄膜太阳能电池可以集成在同一组件中, 形成复合型太阳能电池,以充分利用两种技术的 优点。
智能化
随着物联网和智能化技术的发展,未来晶硅和薄 膜太阳能技术有望实现智能化管理,提高能源利 用效率和可靠性。
早期的薄膜技术主要采用物理气相沉积(PVD)方法,如真空蒸发镀膜和溅射镀膜 等。
太阳能光伏发电之单晶硅、多晶硅、非晶硅电池的区别
太阳能光伏发电之单晶硅、多晶硅、非晶硅电池的区别光伏发电主要是靠电池来吸引太阳能转化为电能,在安装光伏电站前,还需要对电池有个明确的了解,这样才能更好地选择光伏产品。
目前市面上的太阳能电池主要有单晶硅、多晶硅与非晶硅电池,今天就来告诉大家三种电池各有什么特征和优缺点!1、外观上的区别从外观上面看的话,单晶硅电池的四个角呈现圆弧状,表面没有花纹;而多晶硅电池的四个角呈现方角,表面有类似冰花一样的花纹;而非晶硅电池也就是我们平时说的薄膜组件,它不像晶硅电池可以看出来栅线,表面就如同镜子一般清晰、光滑。
▲单晶硅电池▲多晶硅电池▲薄膜组件2、使用上面的区别对于使用者来说,单晶硅电池和多晶硅电池没有太大的区别,它们的寿命和稳定性都很好。
虽然单晶硅电池平均转换效率要比多晶硅高1%左右,但由于单晶硅电池只能做成准正方形(四边都是圆弧状),因此当组成太阳能电池板的时候就会有一部分面积填不满;而多晶硅是正方形,所以不存在这样的一个问题,它们的优缺点具体如下:晶硅组件:单块组件功率相对较高。
同样占地面积下,装机容量要比薄膜组件高。
但组件厚重易碎,高温性能较差,弱光性差,年度衰减率高。
薄膜组件:单块组件功率相对略低。
但发电性能高,高温性能佳,弱光性能好,阴影遮挡功率损失较小,年度衰减率低。
应用环境广泛,美观,环保。
3、制造工艺多晶硅太阳能电池制造过程中消耗的能量要比单晶硅太阳能电池少30%左右,因此多晶硅太阳能电池占全球太阳能电池总产量的份额大,制造成本也小于单晶硅电池,所以使用多晶硅太阳能电池将会更加的节能、环保!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,通常这些材料都会用来制作非晶硅电池。
但这些都没有广泛商用,这里就不再一一分析啦!总而言之,单晶的利用面积会比较高,单晶在面积利用率上会比较好;多晶市场比例比较高,应用的比较广,价格方面也是有一定的优势。
太阳能电池的分类
太阳能电池的分类太阳能电池发展划分为三代。
第一代是以单晶硅、多晶硅为代表的硅晶太阳能电池。
以晶硅为材料的第一代太阳能电池技术已经发展成熟且应用最为广泛。
但由于单晶硅太阳能电池对原料要求过高以及多晶硅太阳a能电池复杂的生产工艺等缺点,促使人们开始研发第二代薄膜太阳能电池,其中以碲化镉(CdTe)、砷化镓(GaAs)及铜铟镓硒化合物(CIGS)为代表的太阳能电池开始成为研究热点。
与晶硅电池相比,薄膜太阳能电池所需材料较少且容易大面积生产,故在降低成本方面显现优势,其效率也在逐步提高。
第三代则是基于高效、绿色环保和先进纳米技术的新型太阳能电池,如染料敏化太阳能电池(DSSCs)、钙钛矿太阳能电池(PSCs)和量子点太阳能电池(QDSCs)等。
目前,各类太阳能电池都取得较大的发展,形成了以晶硅太阳能电池为基础,薄膜太阳能电池为发展对象及以DSSCs、PSCs和QDSCs为前沿的太阳能电池发展格局。
1.第一类太阳能电池1.1单晶硅太阳能电池单晶硅是所有晶硅太阳能电池中制造工艺及技术最成熟和稳定性最高的一类太阳能电池。
理论上,光伏响应材料的最佳禁带宽度在1.4 eV左右,而单晶硅的禁带宽度为1.12 eV,是已知自然界中存在的和最佳禁带宽度最为接近的单质材料。
单晶硅太阳能电池主要通过硅片的清洗和制绒、扩散制结、边缘刻蚀、去磷硅玻璃、制备减反射膜、制作电极、烧结等工艺制备而成。
经过多年的发展,单晶硅太阳能电池的制造工艺和效率都有了很大的改进和提升。
单晶硅太阳能电池以其高效率和稳定性,在光伏行业占有统治地位,而且还会维持很长一段时间。
但是由于硅电池所需硅材料的纯度需达到99.9999%,造成单晶硅的价格居高不下,另外,复杂的制造工艺也导致其难以大范围推广使用。
因此在后续的单晶硅太阳能电池发展历程中,主要的方向应该是简化其生产过程和所需硅材料的提纯工艺以期降低单晶硅太阳能电池的生产成本,加快其普及化进程。
1.2多晶硅太阳能电池相比单晶硅太阳能电池,多晶硅太阳能电池对原材料的纯度要求较低,原料来源也较广泛,因此成本要比单晶硅太阳能电池低很多。
光伏组件 分类
光伏组件分类1.根据电池材料分类:o晶体硅(晶硅)光伏组件:▪单晶硅光伏组件▪多晶硅光伏组件o薄膜光伏组件:▪非晶硅薄膜组件▪染料敏化太阳能电池组件▪有机光伏(OPV)组件▪铜铟镓硒(CIGS)、碲化镉(CdTe)等其他薄膜组件2.按封装类型分类:o刚性太阳电池组件:传统的玻璃-背板结构,相对不灵活。
o柔性太阳电池组件:采用柔性的封装材料和/或薄膜电池技术,具有轻便、可弯曲的特点。
o半刚性太阳电池组件:介于刚性和柔性之间的组件。
3.按透光度分类:o透光型太阳电池组件(如BIPV应用中透明的薄膜光伏组件)。
o不透光性太阳电池组件:传统大多数组件,不透明,用于常规太阳能发电系统。
4.按与建筑物结合的方式分类:o屋顶光伏组件:安装在屋顶上的独立或集成到屋顶结构中的组件。
o窗檐光伏组件:设计为能安装在窗户上方或周围的组件。
o玻璃幕墙光伏组件:适用于建筑立面,作为幕墙的一部分提供电力。
o建筑一体化(BIPV)材料:直接作为建筑材料使用的光伏组件,例如光伏瓦、光伏墙砖等。
5.其它分类方式:o单玻晶硅组件:使用一层玻璃覆盖电池片的组件。
o双玻晶硅组件:使用两层玻璃夹持电池片的组件,通常有更好的机械强度和抗环境侵蚀能力,同时重量更大。
6.根据功率等级分类:o小功率组件:通常用于小型系统,如太阳能充电包、便携式电源、太阳能路灯等,功率一般在几瓦到几十瓦之间。
o中功率组件:常见于家庭、商业和工业屋顶光伏系统,功率范围在100瓦至300瓦左右。
o大功率组件:应用于大型地面电站或空间受限但需要高功率输出的场景,功率可达400瓦以上甚至超过500瓦。
7.按照连接方式分类:o串联型组件:组件内部电池片串联连接,电压较高,电流相对较低。
o并联型组件:组件内部电池片并联连接,电压较低,电流较大。
o串并联混合型组件:结合了串联与并联的优点,以适应不同应用场景的需求。
8.根据性能特点分类:o高效组件:通过采用先进的电池技术(如PERC、HJT、TOPC on等)和优化设计,提高光电转换效率,实现更高的发电量。
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。
单晶硅、多晶硅和非晶硅薄膜的区别
作为目前整条产业链的核心,硅太阳能电池分为单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池三种。
太阳能电池是一种大有前途的新型电源,具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长,只要太阳存在,太阳能电池就可以一次投资而长期使用;与火力发电、核能发电相比,太阳能电池不会引起环境污染;太阳能电池可以大中小并举,大到百万千瓦的中型电站,小到只供一户用的太阳能电池组,这是其它电源无法比拟的。
◇单晶硅、多晶硅和非晶硅薄膜的区别:
单晶硅、多晶硅和非晶硅就发电能效及价格依次由高到低,如不考虑价格,单晶硅最好。
非晶硅低效、易老化,但低价。
多晶硅是生产单晶硅的直接原料,是当代人工智能、自动控制、信息处理、光电转换等半导体器件的电子信息基础材料。
被称为“微电子大厦的基石”。
单晶硅
单晶硅是一种比较活泼的非金属元素,是晶体材料的重要组成部分,处于新材料发展的前沿。
其主要用途是用作半导体材料和利用太阳能光伏发电、供热等。
单晶硅建设项目具有巨大的市场和广阔的发展空间。
单晶硅电池具有电池转换效率高,稳定性好,但是成本较高。
单晶硅电池早在20多年前就已突破光电转换效率20%以上的技术关口。
单晶硅太阳能电池转换效率最高,技术也最为成熟。
在实验室里最高的转换效率为24.7%,规模生产时的效率为15%。
在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位,但由于单晶硅成本价格高,大幅度降低其成本很困难,为了节省硅材料,发展了多晶硅薄膜和非晶硅薄膜做为单晶硅太阳能电池的替代产品。
晶硅组件与薄膜组件在光伏电站应用差异及发电效果对比
晶硅组件与薄膜组件在光伏电站应用差异及发电效果对比晶硅组件和薄膜组件的介绍晶硅组件是目前市场上应用最广泛的光伏组件,其核心材料是单晶硅或多晶硅。
而薄膜组件则使用的是非晶硅、铜铟镓硫等材料。
晶硅组件因其高转换效率和耐用性而受到青睐,但其制造成本相对较高;而薄膜组件制造成本则相对较低,但故障率较高。
差异晶硅组件和薄膜组件在材料、制造工艺、外观等方面都存在差异。
在光电转换效率上,晶硅组件普遍高于薄膜组件,但薄膜组件相比较而言,具有更好的低光性能,适用于低光弱光环境下的发电。
在制作材料和成本方面,晶硅组件的主要原料是硅,制造过程较为复杂,成本相对较高。
而薄膜组件采用的是非硅材料,制作工艺较为简单,制造成本相对较低。
在外观方面,晶硅组件外形尺寸固定,一般为长方形硅片,而薄膜组件可以弯曲、可切割形状多样。
发电效果对比晶硅组件和薄膜组件的发电效果差异不仅取决于材料和成本等方面的差异,还与光照强度、温度、光谱等多方面因素有关。
在充分阳光下并且温度适宜的情况下,晶硅组件的发电效果要优于薄膜组件。
但是在低光弱光环境下,如阴天、雾天、傍晚等情况下,薄膜组件由于其优异的低光性能,相比晶硅组件会有更高的发电效率。
此外,在多晶硅和单晶硅的选择上,多晶硅的发电效率相对较低,但成本相对较低,而单晶硅则恰好相反。
应用场景根据差异和发电效率的对比可以看到,晶硅组件在充分阳光下、高温环境下、尺寸有限的场景下表现更优,例如大型光伏电站、户用光伏系统等。
而薄膜组件则在温度低、散热良好、尺寸较大的场景下表现更好,比如在北方偏远地区、适用于建筑一体化光伏、太阳能车棚等场合。
因此,在选择光伏组件时应根据实际场景做出合适的选择。
总结根据本文对晶硅组件和薄膜组件的介绍、差异和发电效果的对比,可以看到二者各自有着优点和不足之处。
在实际应用中,应根据光照强度、温度、尺寸等多方面因素做出合适选择,才能让太阳能发电更加高效、经济、环保。
非晶硅薄膜和晶体硅组件的性价比分析
非晶硅薄膜组件和晶体硅组件的性价比分析报告对于非晶硅薄膜组件和晶体硅组件的性价比分析,应该以事实科学数据作为分析,而不是像市场上或网页上没有依据或偏担的方式,用几句话带过而已。
性价比也应该从系统上对比,而不是光是组件的价格。
另外,应该在同等情况下进行对比(比如薄膜和支架的安装可以用结构胶粘接来节省成本,同样的晶硅组件也可以如此安装;特别要注意非晶硅组件是无边框,晶硅组件也正在往这方面发展,双层玻璃的情况也是如此,这里就不做对比),除非是那些不可能同等的参数(比如温度系数)。
这里的分析主要是面对事实,根据数据来分析,不存在支持哪一种组件,而是要知道不同组件面对的问题和各自的优缺点,然后寻求出售方案。
以下为薄膜和晶硅组件的对比可以从几个方面分析:1.系统价格:●晶硅和非晶硅的对比要以系统价格对比,根据我们多次咨询市场价格、光伏专业网、光伏杂志提供的价格,我们对比数据如下(2011年中旬):表3⏹组件:现在市场上的晶硅组件价格为6.5元~9元/W,6.5元/W为第二线厂的出口组件价格,我们这里不考虑出口。
单晶硅组件的国内价格是8元/W。
(注:2012年晶硅组件价格为5.1元/W,非晶硅为5元/W)⏹支架:平铺斜面屋顶的晶硅支架为0.9元/W,非晶硅组件2.5~3元/W(因为组件功率小,要用元件量大)。
因此XX公司提供晶硅支架价格2元/W是不对的。
XX公司可能会说薄膜组件可以用结构胶粘接在组件的玻璃上,因此价格下降到1.5元/W(即使粘接也拿不到这个价格),同样的晶硅组件也可以用结构胶粘接在铝框上,价格更低于0.7元/W。
价格是同等下降的,当然平铺屋顶电站最好不要用结构胶,将来的维修工作会很麻烦。
⏹逆变器:如果是接在高压侧,经过升压站的逆变器可以按1元/W计算,因为这种逆变器输出是270Vac,直接由升压站的变压器升压到10kV、35kV等等。
如果逆变器输出为低压侧,三相380Vac,那么逆变器含变压器(薄膜组件只能用隔离变压器,不能用无变压器的逆变器),逆变器价格在1.3~1.5元/W。
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优点
缺点
目前产品趋势 每平米装机容量 相同功商业电站 土地成本低的地区(沙漠),节能建 及高土地成本的城市电站 筑及外立面上,曲面建筑 1、电池转化效率高 2、发电性能稳定 3、安装方式简单 4、收益高 1、晶硅电池高能耗的问 题,每瓦太阳能晶硅电池在 一年半的时间所产生的电能 已能够覆盖生产过程消耗的 能量 2、不适合应用于曲面安装 光伏发电主流产品 160W 基本持平 简单 好 1、相同遮蔽面积下功率损失较小 2、有较佳的功率温度系数 3、厚度较晶硅太阳能电池薄 4、照度相同下较晶硅损失功率少 5、可与建材整合性运用 1、薄膜转化效率低,提升电池转化 效率的难度大 2、生产线一次性投入投入大 3、需要的安装面积大 4、稳定性差 光伏发电非主流产品 120W 基本持平 较为麻烦 不好(其不稳定性集中体现在其能量 转换效率随辐照时间的延长而变化, 直到数百或数千小时后才稳定。
薄膜与晶硅的区别
项目
全球市场份额 我国产量 转换效率 系统单瓦造价 使用寿命 厚度 质保
晶硅电池
81% 90% 17%-20% 10元/瓦 25年 180-250um 5年材料及工艺质保,10年 90%/25年80%功率输出质 保,系统整体质保3年
薄膜电池
19% 10% 11% 10元/瓦 25年 400-600nm 1年有限产品质保,10年有限功率质 保不低于91.2%,25年有限功率质保 不低于80.7%,系统整体质保1年