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薄膜电池的产业化前景,浙江正泰太阳能科技有限公司 杨立友 2008-05-09,内容提纲,大规模利用太阳能的重要性 目前瓶颈所在 薄膜太阳能电池的优势 几种领先薄膜电池的比较 非晶/微晶硅薄膜电池的特点 成本比较 关键技术挑战 产业化前景,大规模利用太阳能的重要性,能源危机,环境、全球气候恶化,世界上还有很多无电地区,单位：千兆兆焦耳。目前全球能源年总需求约为400千兆兆焦耳。,太阳能：唯一的兆兆瓦量级再生能源！,2050年全球每年共需约800千兆兆焦耳再生能源才能稳定大气中CO2浓度，太阳能是地球上唯一能满足这种规模要求的再生能源,地球上几乎所有地方都能使用太阳能,约1%面积使用太阳能，即可满足发达国家的全部能源需求,近年世界光伏市场,大规模利用太阳能的瓶颈 成本,成本 目前约是常规电价的3-5倍 一旦接近电网等价点（Grid Parity），市场将呈爆发性增长,解决方法,技术进步 规模化生产,效率 效率越高，成本越低 效率越高，占地面积越小（占地对某些应用并非真正瓶颈） 效率接近10%是规模化发展的基本条件,电网等价点 - 大规模利用太阳能的真正起点！,电价年增长率：6%,成本和市场规模的关系,太阳能发电成本在过去25年中已下降了10倍！,第二代： 薄膜半导体,第一代： 单晶硅 多晶硅 丝带硅,薄膜太阳能电池 打破成本瓶颈,薄膜电池 材料用量仅为百分之一！,硅片在晶体硅电池组件成本中约占65%-90%,簿膜半导体材料只需晶体硅1%厚度即可几乎全部吸收太阳辐射能， 从而大量节省原料,太阳能电池的发展历程(实验室结果),薄膜电池 生产成本低廉,半导体材料成本仅约 $0.2/Wp,“玻璃到组件”可全自动流水线生产 - 电池的分割、串联可用激光切割形成 无需焊接,可采用柔性衬底材料 实现“卷至卷”连续生产,薄膜电池产业化 几种技术的比较,中 低,高,薄膜电池产业化 可能遇到的问题,薄膜太阳能电池发电成本有望最终达到6-9美分/KWh,使光伏发电为解决世界能源、环境问题作出实质性贡献,能否把握机遇，实现薄膜电池产业化是关键!,非晶/微晶硅薄膜电池结构,非晶/微晶硅薄膜电池产业化前景,大面积组件的稳定效率可达10% 非晶/微晶多结技术使光致衰退降至约10% 弱光响应好 平均发电增加8% 高温系数仅为晶体硅电池的1/2,产业化发展仍需解决的问题 工艺和设备的更好结合 达到10%转换效率 提高微晶硅的沉积速率 降低设备成本,相关设备工业基础雄厚 大屏幕液晶电视（TFT-LCD）的高速发展为大规模生产设备奠定基础 大设备公司已积极进入太阳能行业,晶硅和非晶/微晶薄膜电池成本比较（3年）,晶硅和非晶/微晶薄膜电池比较,数据来源-德意志银行,非晶/微晶硅产业化 关键技术挑战（1）,工艺和设备的更好结合 稳定转换效率： 9 - 10% 成品率：95% 设备良好率：90% 高材料利用率（如硅烷）、 高产能 （微晶沉积速率 5埃/秒）,半导体材料和电池器件技术 最大程度降低非晶硅材料的 光致衰减 微晶材料的大面积均匀性和 生长速率问题 隧道结的接触势垒和光吸收 问题 电池内电场的优化分布,非晶/微晶硅产业化 关键技术挑战（2）,透明导电膜技术 - 前后电极 氧化锌(ZnO)膜和p层间的接触势垒问题 大面积APCVD氧化锡(SnO2)膜的透射率、均匀性、和工艺稳定性问题 高绒面电极可能引起的漏电流问题 背电极可能引起的光学损耗及漏电流问题,激光切割/焊接及组件技术 激光切割所引起的漏电流问题 两步切割/焊接技术 组件的电、热学处理技术 组件绝缘技术,薄膜电池产业化 - 产能预测,数据来源-德意志银行,薄膜电池产业化 - 成本预测,数据来源-德意志银行,正泰太阳能 2008-2010发展计划,正泰太阳能是一家以晶体硅先行，薄膜后发的太阳能电池、组件、系统制造商,2008年晶硅电池