薄膜光伏发电效率有什么样的优点

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薄膜电池发展优势
来源:中国质量报 日期:
作者:全球电池网 点击:
于10月底出台的《&十二五&太阳能光伏产业发展规划》将给一直苦苦挣扎的太阳能薄膜电池带来转机。
《规划》意见稿中明确提出,&十二五&期间将重点发展非晶与微晶相结合的叠层和多结薄膜电池。为了降低薄膜电池的光致衰减,《规划》鼓励企业研发5.5代以上大面积高效率硅基薄膜电池,开发柔性硅基薄膜电池。一位参与该规划起草的专家表示,上述内容主要为了推动薄膜电池产业化进程,实属雪中送炭之举。而早在今年的6月15日,汉能控股集团在成都市双流县的一期硅基薄膜电池生产基地建成投产,成为目前全球产量最高的薄膜电池生产线。这一切都被视为我国薄膜电池行业振兴的转折点。
硅基电池&两头在外&备受诟病
阳江汉能科技有限公司首席执行官骆建璋告诉记者,目前,可分为3类:硅基电池、薄膜电池和新型电池。新型太阳能电池以造价高昂的稀土为原料,且主要用于航天领域,因此可忽略不计。在民用市场上,硅基电池和薄膜电池仍为主流。硅基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。无锡尚德、阿特斯、常州天合、天威英利等中国的第一代光伏电池组件生产企业,正是以多晶硅起家,并完成了在海外上市的路程。
硅基电池的最大特点在于光电转换效率高,一般可达到14%~19%,这是目前薄膜电池所无法企及的。但是,硅基电池的短板也非常明显,一是原材料成本过高,波动幅度较大,去年以来国际市场上的多晶硅就上演了过山车的行情,打乱了一些企业的正常生产经营。
另外,硅产业是一个高污染、高耗能的产业,从提纯、浇铸到切片、组装,整个过程耗电巨大。中国以高昂的成本进口原材料,以高能耗、高污染为代价生产多晶硅电池,并出口到欧美等发达国家,而真正享受太阳能这一清洁能源之利的,依然是欧美和日本。这种&两头在外&生产模式也备受诟病。50%的全球产量,2.2%的全球装机量,这一巨大反差既预示着巨大的市场风险,也与我国发展光伏发电新能源的初衷南辕北辙。
中国能源研究院院长王彤认为,新能源企业不仅仅是产能过剩问题。他曾经毫不客气地公开批评说,我国光伏产业把高能耗、高污染留在了中国,而把绿色发展送给了国外,仅此一条,就注定这个产业不可能长期持续发展。正因如此,作为太阳能发电两大技术路线之一,薄膜太阳能电池逐渐走向前台。
薄膜电池优势明显
太阳能薄膜电池是在玻璃、不锈钢等物质表面附上几微米厚的感光材料制成,尽管在上世纪70年代已经研制出台,但由于光电转换效率低、晶体硅电池价格低的原因,一直未能获得大规模推广的条件。但是随着不久前,美国第一太阳能公司计划在内蒙古鄂尔多斯市建造全球最大的光伏发电厂,并采用薄膜电池技术,业内开始重新审视这条技术线路。
较之晶硅电池,薄膜电池有其巨大的竞争优势。在国家光伏产品质量监督检验中心副主任施成营看来,薄膜电池有温度系数小和弱光发电性能好两大优点。据他介绍,温度每升高1摄氏度,晶体硅电池的发电效率将降低0.5%,而薄膜电池基本不受高温影响;由于弱光发电性能好,薄膜电池可在早晨、下午或阴天等光线较弱的时候进行发电。薄膜电池按照材料分类可分为微晶薄膜电池、化合物薄膜电池和有机薄膜电池。目前在薄膜电池里,主流还是硅晶薄膜电池和碲化镉电池。
据一位来自欧瑞康太阳能公司的代表介绍,从消耗能量和化学材料等方面进行综合分析,薄膜电池生产技术具有耗能耗材极少的明显优势。据测算,在我国中等光照条件的地区,安装一个1兆瓦的太阳能光伏发电系统,年发电量约为120万千瓦时;而1MW的晶硅电池,在生产过程中耗电300万千瓦时以上,也就是说,需要3年的时间,方可平衡其自身的耗电量。而薄膜电池在制作过程中耗能较小,电池投入发电后,一年半的电量就可以弥补制作时消耗的能量。同时,由于生产工艺十分简单,既不需要复杂的设备,也不需要把晶体硅提纯到很高的纯度,且只需要在200摄氏度下就能沉淀到玻璃、不锈钢、塑料膜和陶瓷等衬底材料上,因此极少耗用化学材料和产生有毒副产品,更适合大规模的工业化生产,生产过程较之晶体硅电池而言更加清洁环保,符合节能环保趋势。
一组数据可以说明近几年薄膜电池发展快于硅基电池:2006年,薄膜太阳能电池市场占有率为8.2%,2007年达到了12%,2008年更是提高到了15%以上,而今年仍然保持高增长的态势。
&市场上对非晶硅电池仍然存在认识的误区。&招商证券在一份研报中指出,&主观上认为转换效率越高就越能体现企业的竞争力,但实际情况是转换效率的高低实际上是相对而言的,关键还在于产品的性价比,即使转换效率很高,但制造成本同样较高的情况下,较高转换效率的产品一样没有市场。&
光伏建筑一体化或成突破口
欧瑞康太阳能公司的代表认为,目前看来,非晶硅薄膜电池要想获得快速发展,要想方设法降低生产成本,这就需要做到以下几点:第一,提高组件本身的转换效率;第二,提高设备的产能;第三,原材料在非晶硅组件的生产里面占很大一部分成本,所以提高原材料的利用率也可很好地降低成本;最后,加强供应链的管理、完善本土的售后服务、降低厂房配套设施中的投资、实现设备的全自动化等等也是降低成本的有效对策。
该人士透露:&薄膜电池有3个主要技术流派:一个就是非晶硅,一个是铜铟镓硒,一个是碲化镉。非晶硅的优点非常明显,就是它的沉积温度比较低,因此它对工艺和技术的要求都不是很高。但是由于沉积温度比较低,所形成晶体的质量不会很好,所以其发电效率不会很高。第二是铜铟镓硒技术,这个技术曾经是在国际上最被看好的技术,但铜铟镓硒目前仍存在技术不成熟、装备水平低等问题,所以可能需要更多的技术团队对其进行关注。第三种就是碲化镉技术。目前看来,这是商业上最成功的技术,做得最好的公司是美国第一太阳能,据了解,今年到目前为止其出货量已达1.7GW,今年有望突破2GW。美国第一太阳能公司预测,今年碲化镉电池转换率能做到12.5%,明年预计到13.5%,2014年的目标是16.3%。&
业内人士认为,随着我国光伏建筑一体化(BIPV)的推广,薄膜电池的春天有望真正来临。据了解,BIPV是将光伏发电方阵安装在建筑的维护结构外表来提供电力,而玻璃幕墙是目前主要的应用领域。薄膜电池具有质量轻、透光性较好、柔韧性好、易于与建筑材料集成的特点,在建筑一体化领域具有显着的应用优势。BIPV可以有效利用建筑物幕墙,不占用额外的地面空间,节省土地资源。同时,BIPV就地发电,就地使用,节约电网投资并减少输电、分电的损耗。这些优势使得BIPV系统成为光伏发电的重要潜在市场。中国在2009年就出台了《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》,对城市建筑一体化应用和农村以及偏远地区建筑光电利用给予财政补贴。未来随着建筑节能的推广和用户发电上网以及补贴政策的出台,BIPV和薄膜电池将迎来发展高速发展时期。
据了解,在薄膜电池方面,美国第一太阳能公司一枝独秀,成本已经降至每瓦0.76美元,产能在2010年就达到1.4GW。由于该技术工艺和设备要求复杂,国际上尚未形成标准生产工艺和技术垄断企业,中国企业有望通过自主创新、引进设备或与国外设备企业合作等形式加快产业化。&只要有无锡尚德、英利这样有实力的大企业进入,振兴我国薄膜电池行业并非难事。&一位国有发电集团人士表示。
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缺点:光电转换效率偏低,目前国际先进水平为10%左右,且不够稳定,随着时间的延长,其转换效率衰减。
南方孺子牛优点
1、太阳能取之不尽,用之不竭,地球表面接受的太阳辐射能,能够满足全球能源需求的1万倍。只要在全球4%沙漠上安装太阳能光伏系统,所发电力就可以满足全球的需要。太阳能发电安全可靠,不会遭受能源危机或燃料市场不稳定的冲击;
2、太阳能随处可处,可就近供电,不必长距离输送,避免了长距离输电线路的损失;
3、太阳能不用燃料,运行成本很低;
4、太阳能发电没有运动部件,不易用损坏,维护简单,特别适合于无人值守情况下使用;
5、太阳能发电不会产生任何废弃物,没有污染、噪声等公害,对环境无不良影响,是理想的清洁能源;
6、太阳能发电系统建设周期短,方便灵活,而且可以根据负荷的增减,任意添加或减少太阳能方阵容量,避免浪费。
1、地面应用时有间歇性和随机性,发电量与气候条件有关,在晚上或阴雨天就不能或很少发电;
2、能量密度较低,标准条件下,地面上接收到的太阳辐射强度为1000W/M^2。大规格使用时,需要占用较大面积;
3、价格仍比较贵,为常规发电的3~15倍,初始投资高。
希望答案对您有帮助
boiz33 (1)优点
  太阳能光伏发电发电过程简单,没有机械转动部件,不消耗燃料,不排放包括温室气体在内的任何物质,无噪声、无污染;太阳能资源分布广泛且取之不尽、用之不竭。因此,与风力发电、生物质能发电和核电等新型发电技术相比,光伏发电是一种最具可持续发展理想特征(最丰富的资源和最洁净的发电过程)的可再生能源发电技术,具有以下主要优点。
  ①太阳能资源取之不尽,用之不竭,照射到地球上的太阳能要比人类目前消耗的能量大6000倍。而且太阳能在地球上分布广泛,只要有光照的地方就可以使用光伏发电系统,不受地域、海拔等因素的限制。
  ②太阳能资源随处可得,可就近供电,不必长距离输送,避免了长距离输电线路所造成的电能损失。
  ③光伏发电的能量转换过程简单,是直接从光能到电能的转换,没有中间过程(如热能转换为机械能、机械能转换为电磁能等)和机械运动,不存在机械磨损。根据热力学分析,光伏发电具有很高的理论发电效率,可达80%以上,技术开发潜力巨大。
  ④光伏发电本身不使用燃料,不排放包括温室气体和其它废气在内的任何物质,不污染空气,不产生噪声,对环境友好,不会遭受能源危机或燃料市场不稳定而造成的冲击,是真正绿色环保的新型可再生能源。
  ⑤光伏发电过程不需要冷却水,可以安装在没有水的荒漠戈壁上。光伏发电还可以很方便地与建筑物结合,构成光伏建筑一体化发电系统,不需要单独占地,可节省宝贵的土地资源。
  ⑥光伏发电无机械传动部件,操作、维护简单,运行稳定可靠。一套光伏发电系统只要有太阳能电池组件就能发电,加之自动控制技术的广泛采用,基本上可实现无人值守,维护成本低。
  ⑦光伏发电系统工作性能稳定可靠,使用寿命长(30年以上)。晶体硅太阳能电池寿命可长达20~35年。在光伏发电系统中,只要设计合理、选型适当,蓄电池的寿命也可长达10~15年。
  ⑧太阳能电池组件结构简单,体积小、重量轻,便于运输和安装。光伏发电系统建设周期短,而且根据用电负荷容量可大可小,方便灵活,极易组合、扩容。
  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。太阳能光伏发电与火力发电、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,小到只供一户用电的独立太阳能发电系统,这些特点是其他电源无法比拟的。
  (2)缺点
  当然,太阳能光伏发电也有它的不足和缺点,归纳起来有以下几点。
  ①能量密度低。尽管太阳投向地球的能量总和极其巨大,但由于地球表面积也很大,而且地球表面大部分被海洋覆盖,真正能够到达陆地表面的太阳能只有到达地球范围太阳辐射能量的10%左右,致使在陆地单位面积上能够直接获得的太阳能量较少。通常以太阳辐照度来表示,地球表面辐照度最高值约为1.2kw/㎡,且绝大多数地区和大多数日照时间内都低于1kw/㎡。太阳能的利用实际上是低密度能量的收集、利用。
  ②占地面积大。由于太阳能能量密度低,这就使得光伏发电系统的占地面积会很大,每10kw光伏发电功率占地约需100㎡,平均每平方米面积发电功率为100w。随着光伏建筑一体化发电技术的成熟和发展,越来越多的光伏发电系统可以利用建筑物、构筑物的屋顶和立面,将逐渐克服光伏发电占地面积大的不足。
  ③转换效率低。光伏发电的最基本单元是太阳能电池组件。光伏发电的转换效率指光能转换为电能的比率。目前晶体硅光伏电池转换效率为13%~17%,非晶硅光伏电池只有5%~8%。由于光电转换效率太低,从而使光伏发电功率密度低,难以形成高功率发电系统。因此,太阳能电池的转换效率低是阻碍光伏发电大面积推广的瓶颈。
  ④间歇性工作。在地球表面,光伏发电系统只能在白天发电,晚上不能发电,除非在太空中没有昼夜之分的情况下,太阳能电池才可以连续发电,这与人们的用电需求不符。
  ⑤受气候环境因素影响大。太阳能光伏发电的能源直接来源于太阳光的照射,而地球表面上的太阳照射受气候的影响很大,长期的雨雪天、阴天、雾天甚至云层的变化都会严重影响系统的发电状态。另外,环境因素的影响也很大,比较突出的一点是,空气中的颗粒物(如灰尘)等沉落在太阳能电池组件的表面,阻挡了部分光线的照射,这样会使电池组件转换效率降低,从而造成发电量减少甚至电池板的损坏。
  ⑥地域依赖性强。地理位置不同,气候不同,使各地区日照资源相差很大。光伏发电系统只有应用在太阳能资源丰富的地区,其效果才会好。
  ⑦系统成本高。由于太阳能光伏发电的效率较低,到目前为止,光伏发电的成本仍然是其他常规发电方式(如火力和水力发电)的几倍,这是制约其广泛应用的最主要因素。但是也应看到,随着太阳能电池产能的不断扩大及电池片光电转换效率的不断提高,光伏发电系统的成本也下降得非常快。太阳能电池组件的价格几十年来已经从最初的每瓦70多美元下降至目前的每瓦2美元左右。
  ⑧晶体硅电池的制造高污染、高能耗。晶体硅电池的主要原料是纯净的硅。硅是地球上含量仅次于氧的元素,主要存在形式是沙子(sio2)。从硅砂一步步变成纯度为99.9999%以上的晶体硅,要经过多道化学和物理工序的处理,不仅要消耗大量能源,还会造成一定的环境污染。
热门问答123456789101112131415161718192021222324252627282930相关问答3个回答胜胜0z薫E优点:扩大太阳能吸收光谱范围,进而提高光电转化效率。以它为基础可以设计出光电转换效率比硅薄膜太阳能电池明显提高的薄膜太阳能电池。可以达到的光电转化率为18%,而且,此类薄膜太阳能电...3个回答必须的毕TA164湖南太阳能光伏发电百拓新能源工程做的比较专业。太阳能光伏发电系统是利用太阳电池半导体材料的光伏效应,将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统,有独立运行和并网运行两种方式。 ...3个回答Liou_plentym太阳能有两种利用途径:一种通过光电池把太阳辐射转化为电能,常见的利用途径是太阳能电池;另外一种通过太阳能集热器把太阳辐射转化为热能,最简单的就是居家使用的屋顶热水器。
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6个回答东哥008yPr太阳能发电,每平米发电量在120w左右,每平米造价在1500元左右,面积越大价格越低
2013年光伏产业受到欧美反垄断的调查,产能过剩导致浙江大批的光伏产业倒闭,太阳能...3个回答雨渐晴_瞧帕5太阳能发电技术
1.1太阳能发电的特点
太阳能发电技术主要包括:太阳电池和矩阵、蓄电池和充电器、逆变器等技术.它具有以下特点.
(1)利用太阳能...薄膜太阳能电池的特点及发展前景_图文_百度文库
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薄膜太阳能电池的特点及发展前景
&&薄膜太阳能电池
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你可能喜欢薄膜发电技术到底是什么?
[摘要]薄膜电池属于非晶硅结构,其与晶硅电池最大的不同在于其厚度,不到1μm,连晶硅电池厚度的1/100都不到,从而大大降低了制造成本。
汉能为APEC会议建设的薄膜发电车棚腾讯科技 孙实 张霁 5月22日整理报道汉能薄膜发电股价前日上午10时15分左右突然跳崖式直线下跌,跌幅达到了46.95%。曾经一度超越王健林、(),成为中国新首富的,汉能薄膜发电创始人李河君身家瞬间蒸发了1167亿港元。伴随着汉能薄膜发电股价的“一泻千里”,各种猜测也是不绝于耳,但目前尚无定论。与此同时,汉能薄膜发电所涉猎的领域也引起了外界的关注。什么是薄膜发电技术?要搞清楚这个概念,首先需要了解一下光伏发电技术。将太阳能直接转换为电能的技术就是光伏发电技术,是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。光伏发电技术的关键元件是太阳能电池,目前主要应用于光伏发电的电池都是基于半导体技术。其中又可以细分为两种,一种是较为传统较为成熟的晶硅电池,另一种就是新一代的薄膜电池。传统的晶硅电池是以高纯的晶硅棒为原料制成太阳能电池,目前运用得非常广泛成熟,其构造和生产工艺已经定型,产品已经广泛应用于空间和地面。薄膜电池属于非晶硅结构,其与晶硅电池最大的不同在于其厚度,不到1μm,连晶硅电池厚度的1/100都不到,从而大大降低了制造成本。非晶硅结构的太阳能电池又有制造温度很低(-200°C)、易于实现大面积铺展、以及弱光性好等优点,这使其在薄膜电池中占据首要地位。虽然薄膜电池优点众多,缺点也很明显,那就是光电转化效率低,要转化出等量的电能所需要的薄膜电池面积巨大,没地方铺。此外,薄膜电池还存在稳定性差的劣势,其能量转换效率随着辐照时间的延长而变化,直到数百或数千小时候才能稳定。目前,这两个缺点是薄膜电池广泛应用的最大阻碍。汉能薄膜发电就是专攻薄膜太阳能技术领域,从具体的技术研发到产业链,均有所布局。上图提到的APEC会议薄膜发电车棚,采用了汉能的太阳能薄膜发电技术,将高效薄膜发电组件集成在车棚棚顶,所发电力可供照明等用电需求,实现绿色电力的自发自用。此外,车棚棚顶铺设的太阳能薄膜发电组件与还具有透光功能,满足建筑内部的采光需要。薄膜发电技术在国际上地位的如何?根据Fraunhofer ISE的光伏发电技术报告调查,2013年光伏电池的市场占比中,薄膜电池占到了9%,另外91%全是晶硅电池。去年5月份日本产业技术综合研究所宣布,其研发的有机薄膜太阳能电池的光电转换效率提高了一倍多,研究人员表示,通过进一步的研究,有望开发出转换率达20%、可投入实际使用的有机薄膜电池。由于在转换率上有了大的突破,薄膜太阳能电池或许将进一步蚕食晶硅太阳能电池的市场份额。国际上还有哪些更先进的发电技术?更为先进的光伏发电技术可称之为第三代光伏发电技术,其核心是引入了现代光学技术,与此前一二代的半导体技术有本质上的不同。通过采用聚光,将光的强度进行提升从而换取发电效率的提升。目前单晶硅电池的转化率已经达到了25%,而通过聚光可以用一块单晶硅电池片发出“多倍”的电量。但是第三代光伏技术目前离产业化还很远。技术不成熟是一方面,另一方面是目前一二代的光伏发电技术占压倒性主导作用,第三代光伏技术的发展在受重视程度上还有所欠缺。
[责任编辑:honestsun]
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