薄膜太阳能电池是新一代可再生能源行业的解决方案。他们拥有许多好处传统晶体硅太阳能光伏电池在技术,但这些设备仍有一些局限性。本文将概述的薄膜太阳能电池技术、材料、应用、优点,缺点,以及该领域的一些最新进展。亚博网站下载
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薄膜太阳能电池是什么?
是第二代薄膜太阳能电池生产设备,通过一个或多个光伏材料的薄层衬底。亚博网站下载常见的基质用于这些光伏设备是塑料、金属和玻璃。这些设备由一个光伏材料,导电层,防护板。
层的厚度各不相同,从几纳米到几个微米。这是比传统的结晶硅太阳能电池更薄,可200µm厚度。他们最初在1970年提出,但研究在1972年正式开始。到1980年人员达到10%的效率,和第一个商业小组在1986年被释放。
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需要更少的半导体材料制造的薄膜太阳能电池。强大的吸光材料用于这些设备,最常见的是碲化镉,亚博网站下载铜铟镓硒化,非晶硅,砷化镓。有机光伏电池也被探索。
优势
这些设备比传统太阳能光伏电池技术有几个关键的优势。首先,他们更轻量级比晶体硅电池。薄膜设备可以生产增强灵活性,给他们更多的应用程序比传统设备。此外,他们可能由于易于大规模生产便宜。
缺点
这种技术具有一些局限性和水晶同行相比,然而。主要问题是效率,通常会在7 - 18%之间。晶体硅太阳能电池的上限是29%,近两倍薄膜的效率。然而,理论上可以实现更高的效率比其他技术,和最近的进步帮助这些设备之间实现平价和水晶同行。
碲化镉板最低碳足迹的技术,但它们含有镉,有毒元素,需要特殊预防措施在制造、安装、和处理。此外,碲化是一个极其罕见的元素。其中一些设备仍然是昂贵的比传统生产技术。
另一个问题是空间。由于效率较低,需要更多的面板来实现相同的能量转化为硅基太阳能电池。这限制了他们的使用在国内住所,仍然普遍使用硅技术,以满足电力需求。空间效率较低,需要增强器技术的使用,可以安装复杂和昂贵。
这些设备的使用寿命短的阻碍其广泛的商业应用。这需要薄膜电池板被更加频繁,增加维护成本,因此短保修时间提供给消费者,使他们更愿意使用这项技术。
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应用程序
薄膜电池板已经探索了他们的使用在几个应用程序。这些包括商业和工业屋顶安装,地面太阳能农场、房车、露营。高度灵活,便于携带和佩戴的研究兴趣使用这些设备电源等灵活的电子传感器和通信设备近年来出现了。
他们也被用于集成光电建筑,如能量采集窗口。有机光伏薄单元设备已被证明特别具有吸引力为此由于高范围这些面板的颜色和透明度。这使得它们有益的实践和建筑设计的美学元素,可以直接从太阳获取能量,而不需要笨重的组件。
最新进展
正如前面提到的,效率是一个薄层太阳能电池和电池板的主要缺点。然而,几项研究已经报道的巨大进步效率,近年来,让这些设备更加商业化。
在标准测试条件下,碲化镉太阳能电池板的效率已经达到19%的效率,针对单一太阳能电池效率近日报道为22.1%。第一太阳能公司报道22.3%的效率独联体电池2015年独联体。研究表明,砷化镓电池效率可以达到39.2%。
最近的研究集中在增加的吸收技术,如通过加入抗反射涂料。此外,研究了表面纹理,电浆光捕获、优化太阳能电池材料,利用纳米材料如纳米线和纳米颗粒。亚博网站下载yabo214
NREL分类的几种薄膜技术新兴光电。大多数这些尚未商业化应用,仍在研发阶段。色素增感太阳能这些包括铜锌锡硫细胞,细胞,钙钛矿,量子点太阳能电池、有机太阳能电池。钙钛矿是一个特定的焦点,由于其优越的性能和效率达到20%以上。
聚光光伏是另一个最近的进步。这些3 g设备结合高效的多结太阳能电池与跟踪系统和光学镜片。虽然很多技术仍然遭受低效率,可能产生低成本、高效的太阳能能量收集技术引起了全世界一些研究人员的关注。这一技术正迅速成为可再生能源领域的下一次革命。
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引用和进一步阅读
太阳能杂志(2022)薄膜太阳能电池板:深入指南|类型、优点和缺点(在线)solarmagazine.com。可以在:https://solarmagazine.com/solar-panels/thin-film-solar-panels/
本书,O(2019)薄膜太阳能电池(在线)solar-energy.technology。可以在:https://solar-energy.technology/photovoltaics/elements/photovoltaic-panel/photovoltaic-cell/thin-film-solar-cell
NREL(2022)太阳能光伏技术基础[网络]nrel.gov。可以在:https://www.nrel.gov/research/re-photovoltaics.html
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