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4.3碲化鎘薄膜電池
由于CdTe具有直接帶隙結(jié)構(gòu),對于波長小于吸收限的光具有非常大的吸收系數(shù),僅1μm厚的CdTe就可吸收能量大于CdTe禁帶寬度的99%的入射光,從而降低了對擴散長度的要求,CdTe薄膜太陽電池通常以CdS/CdTe異質(zhì)結(jié)為基礎(chǔ)。人們預計其理論轉(zhuǎn)換效率可達27%,這些特點使CdTe成為制備效率高太陽電池的較佳材料。
由于此類電池的吸收層吸收光線能力很強,其接受陽光的前電較玻璃不需要使用光散射能力,也就是不需要霧度,要點要求光線透過能力。因此可以使用ITO玻璃作為前電較。同時,碲化鎘電池多數(shù)制作工藝中要求TCO玻璃處于高溫狀態(tài)下,所以要求TCO玻璃膜層經(jīng)高溫處理后膜層的導電性能不衰減或少衰減。在線APCVD方式生產(chǎn)的FTO玻璃能夠良好地適應(yīng)這一需求。
4.4銅銦鎵硒薄膜
銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽電池具有生產(chǎn)成本低、污染小、不衰退、弱光性能好等顯著特點,光電轉(zhuǎn)換效率居各種薄膜太陽電池之首,接近于晶體硅太陽電池,而成本只是它的三分之一,被稱為下一代非常有前途的新型薄膜太陽電池,是近幾年研究開發(fā)的熱點。典型結(jié)構(gòu)較底層為基材,通常使用的材料為玻璃或是具有可撓性的金屬箔或一些高分子材料,基材上濺鍍一層鉬背電較,向上是CIGS光吸收層,再往上是CdS,此層也兼具緩沖層的功能,幫助電子有效傳導,再往上有一層n型i-ZnO層,再濺鍍上AZnO作為透明導電層窗口,此窗口層除了作為上電較之外,還會讓陽光順利通過此層到達CIGS光吸收層;較后鍍上金屬導線,即構(gòu)成一個銅銦鎵硒薄膜太陽能電池。
從此類電池的典型結(jié)構(gòu)可知,其接收陽光面的玻璃不需要TCO玻璃,僅需要超白玻璃作為保護用的封裝蓋板。而背光面的玻璃襯底是鍍鉬的導電玻璃,也不需要TCO玻璃。
5聚光光伏玻璃
聚光光伏發(fā)電技術(shù)是用比較便宜的聚光器來部分代替昂貴的太陽電池,以減少給定功率所需的電池面積來降低成本,系統(tǒng)中太陽能電池的費用只占系統(tǒng)總費用的一小部分,所以可以采用工藝先進、效率更高而價格較貴的電池來提高整個系統(tǒng)的性能。同時,通過聚光器而使非常大面積的陽光匯聚在一個較小的范圍內(nèi),并將太陽能電池置于光斑或光帶上,以增加光強,克服太陽輻射能流密度低的缺點,可以獲得更多的電能輸出。聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)由聚光太陽能接收器、聚光鏡、太陽跟進機構(gòu)組成。聚光器依光學原理可分為折射聚光器、反射聚光器和熒光聚光器等。
5.1透鏡型聚光玻璃
在聚光技術(shù)中,折射透鏡主要使用菲涅耳透鏡,這種透鏡具有質(zhì)量輕、厚度薄的特點,更適合大面積使用。菲涅爾透鏡(Fresnellens)多是由聚烯烴材料注壓而成的薄片,也有玻璃制作的,鏡片表面一面為光面,另一面刻錄了由小到大的同心圓,這種設(shè)計可大大地降低凸透鏡的幾何高度(厚度),透鏡的要求很高,一片優(yōu)異的透鏡必須是表面光潔,紋理清晰。
目前,光伏系統(tǒng)中的菲涅耳透鏡一種是由光學農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系玻璃(PMMA)壓制而成。另一種是在超白玻璃上復合一層硅膠,在硅膠上壓制螺紋制成菲涅耳透鏡,且玻璃可以鋼化,這種透鏡具農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系械強度高、抗腐蝕、耐老化等特點,并且光學效率大于85%。
5.2反射型聚光玻璃鏡
在聚光光伏中,玻璃反射鏡有平面型、拋物面型和碟型。要求具有重量輕,反光率高,適合機械清洗,能長時間耐風沙等惡劣環(huán)境考驗,能禁受冰雹沖擊等特性。常用超白玻璃銀鏡加背保護層制成,對太陽光的反射率要達到90%以上,并且至少應(yīng)穩(wěn)定15年以上。
6光伏玻璃的發(fā)展
當前,光伏玻璃所面臨的機遇不言而喻,但所面臨的挑戰(zhàn)也是很大的。例如,晶體硅行業(yè)正在努力降低成本,有的實驗室技術(shù)能降低近70%。如能實現(xiàn),將對薄膜電池所使用TCO玻璃是一個挑戰(zhàn)。另外,柔性薄膜電池發(fā)展迅速,使用范圍廣泛,也會對玻璃基材造成非常大的沖擊。因此,產(chǎn)業(yè)鏈的上下游企業(yè)有必要形成供需企業(yè)聯(lián)合,協(xié)作創(chuàng)造效益的局面。中國已經(jīng)成為世界上非常大的玻璃生產(chǎn)國和光伏電池生產(chǎn)國。因此,在光伏玻璃生產(chǎn)企業(yè)與光伏電池生產(chǎn)企業(yè)之間,應(yīng)著力創(chuàng)造一條技術(shù)溝通的紐帶,電池企業(yè)提出玻璃的技術(shù)需求,玻璃企業(yè)進行技術(shù)攻關(guān),再由前者進行測試反饋,充分發(fā)揮各自不同的優(yōu)勢,從而提高企業(yè)的核心競爭力和整個行業(yè)的科技創(chuàng)新水平。
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