非晶硅太陽能電池的優缺點

非晶硅(a-si)就是非晶體結構的硅。在薄膜技術中得到了最為廣泛的運用,在市場上已經超過15年了。它被廣泛運用在小型的計算器、以及一些需要供電的場所,如:個人家庭、建築物、以及一些移動的設施上。太陽能電池,也稱為光伏電池,是將太陽光輻射能直接轉換為電能的器件。非晶硅太陽能電池是一種通過在玻璃基板上真空蒸鍍非晶硅,形成薄薄的硅層來製造的薄膜型太陽能電池。薄膜型太陽能電池除硅類電池外,還有cis太陽能電池等使用硅以外的多種半導體原料的化合物類太陽能電池。薄膜型太陽能電池在一次真空蒸鍍工序中生產的面板面積越大,其生產效率就越高,成本就越低。但大面積化容易導致成品率下降。而且,採用兩層及三層結構的話,還要反覆進行成膜工序,因此成品率會進一步下降。非晶硅太陽能電池未能實現所期待的競爭力,其原因正在於此。

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優勢

非晶硅太陽能電池最大的優勢在於生產製造的成本低廉,基於這一點與其他類型的太陽能電池相比較具有很強的競爭力。與晶體硅太陽能電池相比,非晶硅最大的優點在於可以生產製造大面積均勻的電池。儘管非晶硅存在比較多的缺陷、自身的或者引入的,比如純度,但是這並不影響大尺寸面積上的整體性質。

非晶硅可以製造任意形狀、尺寸的電池(如:圓形、方形、六邊形已經任意複雜圖形)。這決定了非晶硅可以運用在許多方面,比如小型計算器、太陽能手錶、院子里等、以及給汽車部件供電等等。小型計算器上的太陽能電池已經出現很多年了。不像晶體硅電池那樣需要切割,然後再組裝起來,非晶硅電池在製造過程中可以根據需要直接連接起來,可以很方便地製作各種需求的產品(如:太陽能電池充電裝置)。

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人眼對光線的感應波段在400納米到700納米之間。非晶硅對光線的感應波段恰好也是這一區間,這就決定了作為太陽能電池的非晶硅同樣具有感光能力(如:戶外的感應燈)。

一些非晶硅模組具有防遮擋技術、或者多通路技術,這樣即便是一部分電池被遮擋住的時候依然可以工作,這種技術非常有用,比如安裝在船頂上就非常有好處。製造的過程考慮到在搬運和安裝過程中會產生一些損傷,可以降低光伏系統的安裝和投資的風險。另外一個優勢在於這種技術有很好的熱阻。根據nrel的一項研究,觀察到非晶硅太陽能的輸出功率隨溫度上升而增加。

缺點

非晶硅組件的光電轉換效率低於晶體硅太陽能組件,甚至比多晶硅太陽能組件的效率還要低。為了提高效率,嘗試運用多結或者與鍺形成合金體以減小帶隙以提高光吸收,或者運用其他更為複雜的結構。這樣看來這些製造的成本和複雜程度並不低,何談成本低廉呢?

非晶硅模組的使用壽命比晶體硅短得多,儘管低多少還不清楚,特別是技術還在發展進步。從文獻中查閱到,希望將來的使用壽命同樣在25年以上。例如:unisolar給自己製造的144瓦組件做擔保,10年內衰減低於8%,20年內衰減低於16%,25年內衰減低於20%。

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