薄膜太阳能电池组件与晶体硅电池组件对比
太阳能电池材料的种类、原理和特点
太阳能电池是一种将太阳能直接转换为电能的装置，它是太阳能光伏发电系统的核心部件之一。
太阳能电池材料的种类、原理和特点是影响太阳能电池性能和应用领域的关键因素。
本文将围绕这一主题展开讨论，以便为读者深入了解太阳能电池提供全面的了解。
一、太阳能电池材料的种类太阳能电池材料可以分为晶体硅、非晶硅、多晶硅、柔性薄膜电池材料等几种主要类型。
1. 晶体硅晶体硅是太阳能电池最常用的材料之一，它主要由单晶硅和多晶硅两种类型，其中单晶硅的电池效率较高，但成本较高，多晶硅则相对便宜一些。
2. 非晶硅非晶硅是一种非晶态材料，是将硅薄片进行涂覆和烧结而成的，其电池效率较低，但成本较低，适合一些需要成本控制的应用场景。
3. 多晶硅多晶硅电池是利用多晶硅片制成，其性价比相对较高，广泛应用于家用光伏电站和商业光伏电站中。
4. 柔性薄膜电池材料柔性薄膜电池是一种新型的太阳能电池材料，主要由非晶硅材料、铜铟镓硒等化合物材料制成，具有柔性、轻薄、便于携带等优点，是未来太阳能电池发展的方向。
二、太阳能电池材料的原理太阳能电池是利用光电效应将太阳能直接转换为电能的装置。
不同类型的太阳能电池材料有着不同的工作原理。
1. 晶体硅晶体硅太阳能电池的工作原理是通过P-N结构实现的。
当太阳光照射在P-N结上时，光子的能量被硅中的电子吸收并激发，使得电子跃迁到导带中，形成光生电子和空穴。
这些光生电子和空穴会在P-N结的作用下分离，从而形成电流，从而实现将太阳能光能转化为电能。
2. 非晶硅非晶硅太阳能电池利用非晶硅薄膜吸收太阳光的能量，并将其转化为电能。
其工作原理与晶体硅相似，但非晶硅的材料结构不规则，电子的运动方式也有所不同。
3. 柔性薄膜电池材料柔性薄膜电池材料利用非晶硅、铜铟镓硒等化合物材料，通过薄膜沉积技术将材料制备成薄膜，实现光伏效应的转化工作原理与晶体硅和非晶硅类似，通过材料的光电转换将太阳光能转换为电能。
三、太阳能电池材料的特点不同种类的太阳能电池材料各有其独特的特点和适用场景。
薄膜太阳能电池分类
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。
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，很早就被应用于人造卫星的太阳电池板。
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、非晶硅三种太阳能电池介绍
单晶硅、多晶硅、非晶硅三种太阳能电池介绍(1)北极星电力网技术频道作者: 2010-12-13 17:12:07 (阅606次)所属频道: 太阳能电源关键词: 太阳能电池单晶硅太阳能电池硅系列太阳能电池中，单晶硅大阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟。
高性能单晶硅电池是建立在高质量单晶硅材料和相关的成热的加工处理工艺基础上的。
现在单晶硅的电地工艺己近成熟，在电池制作中，一般都采用表面织构化、发射区钝化、分区掺杂等技术，开发的电池主要有平面单晶硅电池和刻槽埋栅电极单晶硅电池。
提高转化效率主要是靠单晶硅表面微结构处理和分区掺杂工艺。
在此方面，德国夫朗霍费费莱堡太阳能系统研究所保持着世界领先水平。
该研究所采用光刻照相技术将电池表面织构化，制成倒金字塔结构。
并在表面把一13nm。
厚的氧化物钝化层与两层减反射涂层相结合．通过改进了的电镀过程增加栅极的宽度和高度的比率：通过以上制得的电池转化效率超过23%，是大值可达23．3％。
Kyocera公司制备的大面积（225cm2）单电晶太阳能电池转换效率为19．44%，国内北京太阳能研究所也积极进行高效晶体硅太阳能电池的研究和开发，研制的平面高效单晶硅电池（2cmX2cm）转换效率达到19.79%，刻槽埋栅电极晶体硅电池（5cmX5cm）转换效率达8.6%。
单晶硅太阳能电池转换效率无疑是最高的，在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位，但由于受单晶硅材料价格及相应的繁琐的电池工艺影响，致使单晶硅成本价格居高不下，要想大幅度降低其成本是非常困难的。
为了节省高质量材料，寻找单晶硅电池的替代产品，现在发展了薄膜太阳能电池，其中多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池就是典型代表。
多晶硅薄膜太阳能电池通常的晶体硅太阳能电池是在厚度350－450μm的高质量硅片上制成的，这种硅片从提拉或浇铸的硅锭上锯割而成。
因此实际消耗的硅材料更多。
为了节省材料，人们从70年代中期就开始在廉价衬底上沉积多晶硅薄膜，但由于生长的硅膜晶粒大小，未能制成有价值的太阳能电池。
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”。
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。
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。
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。
各种太阳能电池的优缺点
各种不同太阳电池的优缺点分析/来源：元器件交易网日期：2012年05月10日硅太阳电池的应用日趋广泛, 但昂贵的原材料成为发展的瓶颈. 薄膜太阳电池由于只需使用一层极薄的光电材料，材料使用非常少。
并可使用软性衬底，应用弹性大，如果技术发展成熟，其市场面将相当宽阔。
本文就迄今被人们广为关注的薄膜太阳电池, 即非晶硅薄膜太阳电池，微(多)晶硅薄膜太阳电池，铜铟硒薄膜太阳电池，碲化镉薄膜太阳电池，染料敏化薄膜太阳电池和有机薄膜太阳电池的发展概况,技术难点和优缺点进行论述。
1 引言新能源和可再生能源是21世纪世界经济发展中最具决定性影响的技术领域之一。
光伏电池是一种重要的可再生能源,既可作为独立能源, 亦可实现并网发电, 而且是零污染排放。
硅太阳电池由于成本原因, 最初只能用于空间, 随着技术发展和生产工艺成熟, 其成本日趋下降, 应用也逐步扩大. 面对今天的能源供应状况和日益严重的环境污染, 以至危及人类自身生存的现实, 开发新能源和可再生能源的理念已被世界各国广泛接受. 发电能力超过100兆瓦的超大型光伏发电站相继在世界各处建造, 发电能力为几十兆瓦的大型光伏发电站更不在少数(在建的和已建成的). 大规模的发展使得上游原材料的生产供不应求, 问题日益突出, 许多太阳电池芯片生产厂家和组件生产厂家因原材料问题而不得不经常处于停产状态, 原材料的供应和价格成了制约当前太阳电池生产的瓶颈。
大力发展薄膜型太阳电池不失为当前最为明智的选择, 薄膜电池的厚度一般大约为0.5至数微米, 不到晶体硅太阳电池的1/100, 大大降低了原材料的消耗, 因而也降低了成本. 薄膜电池可沉积在玻璃、不锈钢片或聚脂薄膜等廉价的衬底上, 可以弯曲甚至可以卷起来, 便于携带。
薄膜太阳电池的研究始于20世纪60年代, 目前从国际上的发展趋势看主要是非晶硅(a-Si:H) 薄膜太阳电池, 微(多)晶硅薄膜太阳电池, 铜铟硒 (CuInSe,CIS) 薄膜太阳电池, 碲化镉(CdTe)薄膜太阳电池, 染料敏化薄膜太阳电池(DSSC), 有机薄膜太阳电池. 以下分别概述各类薄膜太阳电池的研发情况。
光伏组件的分类及选型
光伏组件的分类及选型摘要：在光伏电站的建设中，光伏组件作为光伏发电的核心，其选型是决定工程效率的重要因素。
文中首先介绍了三类主要的太阳能电池光伏组件——单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池，并针对现今大型光伏电站所处的地理位置等特点，从经济性和实用性等方面对三类光伏组件进行分析。
再基于青海格尔某50MW光伏电站项目进行实际分析，指出单晶硅太阳能电池凭借其性能上的优势以及其成本上的降低，将成为大规模光伏发电工程中的重要组件。
关键词：太阳能电池；光伏组件；单晶；多晶；薄膜Selection and Application of Photovoltaic Module in the Practical EngineeringYOU Weitao（Xiamen University Fujianxiamen 361005China）Abstract：In the construction of the PV power station，the model selection ofthe PV module，which is the core of the PV power generation，is the key factor ofthe generating efficiency.This study firstly makes a comparison among three mainkinds of PV modules of solar battery——single crystalline silicon solar cell，polycrystalline silicon solar cell and thin film solar cell.Based on the characteristic like geographic position of the current large-scale PV power station，it analyzes these three kinds of PV modules from economy and practicability.Then it carries out actual analyses of the Golmud PV power station project in Qinghai and points out that the single crystalline silicon solar cell will become the main module of the large-scale PV power generation project by its advantages in performance and declines in cost.Key Words：solar battery；PV modules；single-crystal；poly-crystal；thin film1引言传统意义上的资源因人类的过度开采和使用而日益枯竭，许多国家都意识到开发新能源的迫切性，各国都投入更大的人力和物力研究开发新的可再生能源。
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。
光伏PERC电池与HIT电池 到底孰优孰劣？
编者按：太阳能电池按光伏电池片材质可分为两类，晶体硅太阳能电池与薄膜太阳能电池。
目前市场上的主流产品是以高纯度硅材料作为主要原材料的晶体硅太阳能电池，实现光电转换就要将晶体硅加工成电池片，本文将介绍PERC电池与HIT电池到底孰优孰劣。
按照光伏电池片的材质，太阳能电池大致可以分为两类，一类是晶体硅太阳能电池，包括单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池;另一类是薄膜太阳能电池，主要包括非晶硅太阳能电池、碲化镉太阳能电池以及铜铟镓硒太阳能电池等。
目前，以高纯度硅材料作为主要原材料的晶体硅太阳能电池是主流产品，所占的比例在80%以上。
在晶体硅太阳能发电系统中，实现光电转换的最核心步骤之一是将晶体硅加工成实现光电转换的电池片的工序，因而电池片的光电转换效率也成为了体现晶体硅太阳能发电系统技术水平的关键指标。
截至2018年底，规模化生产的多晶黑硅电池平均转换效率提升到19.2%;PERC单晶、多晶电池片平均转换效率提到21.8%、20.3%，较2017年提升0.5和0.3个百分点;双面N型PERT、异质结电池已经进入小规模量产阶段。
一、PERC电池成为近三年行业主流工艺1、综合考虑效率和成本，PERC电池是当下最佳选择目前光伏行业先进技术包括：湿法黑硅(MCCE)技术、背面钝化(PERC)技术、异质结太阳能电池(HIT)、金属穿透(MWT)技术、全背电极接触晶硅光伏电池(IBC)技术。
其中背面钝化(PERC)电池具有成本较低，且与现有电池生产线相容性高的优点，已经成为近年来高效太阳能电池的主流方向。
PERC技术全称是发射极及背面钝化电池技术(Passivated Emitter Rear Cell)。
具体来说，传统的Al-BSF电池背面金属铝膜层中的复合速度无法降至200cm/s以下，因此到达铝背层的红外辐射光只有60-70%能被反射，产生较多光电损失;而钝化发射极和背面电池(PERC)通过在电池背面附上介质钝化层，可大大减少这种光电损失、增加光吸收几率、显著降低背表面复合电流密度，且具有成本较低、与现有电池生产线相容性高的优点。
薄膜和晶体硅太阳能电池板的区别
Nuna 6于2011年7月推出，是Nuna系列的最新款。它的1690个单晶硅太阳能电池外壳面积达6m2。电池与21kg的锂电池共同使用。Nuna的太阳能电池的效率为22%。Nuna 6重145kg，比前一代轻了许多。
其他的优势包括耐热性和低安装成本。而且考虑到废弃/循环利用的时间，硅对环境更友好。
缺点在于，就初始成本而言，晶体硅是最贵的太阳能组件。而且太阳能吸收因数很低，材料很脆且易碎。
而薄膜太阳能电池比老式晶体硅太阳能电池更便宜，可以在薄硅片上制备，更灵活且更容易处理。而且和晶体硅相比，不容易受外界冲击而损害。
薄膜和晶体硅太阳能电池板的区别(2)
薄膜太阳能电池板
即使采用废弃硅片，考虑到其效率水平，硅晶圆并不一定成本低廉。薄膜太阳能电池比传统太阳能电池板更便宜，但效率也更低，光伏转换率在20%-30%之间。
根据所采用的材料不同，典型的薄膜太阳能电池可分为以下四类：非晶硅(a-Si)和薄膜硅(TF-Si);碲化镉(CdTe);铜铟镓硒(CIS 或CIGS)和染料敏化太阳能电池(DSC)加上其他天然材料。
太阳能简介
如果来源可靠的话，是法国物理学家贝克勒尔(Alexandre-Edmond Becquerel) 在1839年无意中在放置在光线下的导电液体中操作电极，从而发现了光伏作用。美国发明家Charles Fritts在1883年左右首次制备了光伏太阳能电池。他的方法是在在硒表面镀上一层薄薄的金，制成的电池的最高效率只有不到1%。当然硒和金的成本很高，这让他的成就打了一些折扣。
薄膜和晶体硅太阳能电池板的区别
太阳能电池由来已久，但很长一段时间内仍处于研发阶段。当阳光照射到太阳能电池上时，会产生电荷，出现光伏效应。电荷数量取决于多个因素：电池材料(硅、薄膜等)、电池面积(更大的电池面积意味着更多单个电池可转化为更多电压或电流)以及光源的质量。最高效和最有吸引力的光源就是容易获得且无需成本太阳。
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
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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
1 2 3
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。
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。
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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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。
五、环境因素对发电量的影响
电池组件常年放置于室外，久而久之会有大量的灰尘吸附在组件上面，会影响组件的效率。
特别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%
六、电池生产工艺的区别
七、薄膜组件与晶硅组件透光性对比
薄膜太阳能电池组件根据需要制作成不同的透光率，代替玻璃幕墙，既有漂亮的外观、能发电，又能很好地阻挡外部红外线进入和内部热能散失，而且基本不受安装角度局限，发电功率受阴影影响较小。
由于弱光效应，以及对安装角度要求不强，既适合于强光，直射光，也适合散射光和反射光，在金太阳示范工程和光电建筑一体化项目应用上较晶体硅具有无可比拟的潜力和优越性。
八、晶体硅与非晶硅发电量比较
结合上述晶体硅与非晶硅的各种区别，在实际测试环境中，对测试组运行数据进行全程监控。
1、同功率同倾角下晶体硅与非晶硅发电量比较
屋顶最佳倾角
2、同功率同倾角下晶体硅与非晶硅发电量比较
南立面及东立面。