太陽(yáng)能電池在生活中有很多應(yīng)用，如美團(tuán)共享單車車籃里的太陽(yáng)能電池板等。在太陽(yáng)能電池往期文章中，小編對(duì)薄膜太陽(yáng)能電池有所介紹。為增進(jìn)大家對(duì)薄膜太陽(yáng)能電池的了解程度，本文將對(duì)薄膜太陽(yáng)能電池的優(yōu)缺點(diǎn)以及薄膜太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)予以介紹。如果你對(duì)太陽(yáng)能電池具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、薄膜太陽(yáng)能電池優(yōu)缺點(diǎn)

薄膜型太陽(yáng)能電池由于使用材料較少，就每一模塊的成本而言比起堆積型太陽(yáng)能電池有著明顯的減少，制造程序上所需的能量也較堆積型太陽(yáng)能電池來(lái)的小，它同時(shí)也擁有整合型式的連接模塊，如此一來(lái)便可省下了獨(dú)立模塊所需在固定和內(nèi)部連接的成本。未來(lái)薄膜型太陽(yáng)能電池將可能會(huì)取代現(xiàn)今一般常用硅太陽(yáng)能電池，而成為市場(chǎng)主流。非晶硅太陽(yáng)能電池與單晶硅太陽(yáng)能電池或多晶硅太陽(yáng)能電池的最主要差異是材料的不同，單晶硅太陽(yáng)能電池或多晶硅太陽(yáng)能電池的材料都疏，而非晶硅太陽(yáng)能電池的材料則是SiH4，因?yàn)椴牧系牟煌狗蔷Ч杼?yáng)能電池的構(gòu)造與晶硅太陽(yáng)能電池稍有不同。

SiH4最大的優(yōu)點(diǎn)為吸光效果及光導(dǎo)效果都很好，但其電氣特性類似絕緣體，與硅的半導(dǎo)體特性相差甚遠(yuǎn)，因此最初認(rèn)為SiH4是不適合的材料。但在1970年代科學(xué)家克服了這個(gè)問(wèn)題，不久后美國(guó)的RCA制造出第一個(gè)非晶硅太陽(yáng)能電池。雖然SiH4吸光效果及光導(dǎo)效果都很好，但由于其結(jié)晶構(gòu)造比多晶硅太陽(yáng)能電池差，所以懸浮鍵的問(wèn)題比多晶硅太陽(yáng)能電池還嚴(yán)重，自由電子與電洞復(fù)合的速率非?？?此外SiH4的結(jié)晶構(gòu)造不規(guī)則會(huì)阻礙電子與電洞的移動(dòng)使得擴(kuò)散范圍變短。基于以上兩個(gè)因素，因此當(dāng)光照射在SiH4上產(chǎn)生電子電洞對(duì)后，必須盡快將電子與電洞分離，才能有效產(chǎn)生光電效應(yīng)。所以非晶硅太陽(yáng)能電池大多做得很薄，以減少自由電子與電洞復(fù)合。由于SiH4的吸光效果很好，雖然非晶硅太陽(yáng)能電池做得很薄，仍然可以吸收大部分的光。

非晶硅薄膜型太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)不同于一般硅太陽(yáng)能電池，如圖9所示，其主要可分為三層，上層為非常薄(約為0.008微米)且具有高摻雜濃度的P+;中間一層則是較厚(0.5～1微米)的純質(zhì)層(Intrinsic layer)，但純質(zhì)層一般而言通常都不會(huì)是完全的純質(zhì)(Intrinsic)，而是摻雜濃度較低的n型材料;最下面一層則是較薄(0.02微米)的n。而這種p+-i-n的結(jié)構(gòu)較傳統(tǒng)p-n結(jié)構(gòu)有較大的電場(chǎng)，使得純質(zhì)層中生成電子電洞對(duì)后能迅速被電場(chǎng)分離。而在P+上一層薄的氧化物膜為透明導(dǎo)電膜(Transparent ConducTIng Oxide:TCO)，它可防止太陽(yáng)光反射，以有效吸收太陽(yáng)光，通常是使用二氧化硅(SnO2)。非晶硅太陽(yáng)能電池最大的優(yōu)點(diǎn)為成本低，而缺點(diǎn)則是效率低及光電轉(zhuǎn)換效率隨使用時(shí)間衰退的問(wèn)題。因此非晶硅太陽(yáng)能電池在小電力市場(chǎng)上被廣泛使用，但在發(fā)電市場(chǎng)上則較不具競(jìng)爭(zhēng)力。

二、薄膜太陽(yáng)能電池如何生產(chǎn)

成本問(wèn)題是太陽(yáng)能技術(shù)廣泛使用的最大阻礙。傳統(tǒng)的硅晶太陽(yáng)能電池需要復(fù)雜的、耗時(shí)的生產(chǎn)過(guò)程，這使得每一度電的成本大大提高。非硅薄膜太陽(yáng)能電池生產(chǎn)方便因此更易沖破成本方面的阻礙。

薄膜太陽(yáng)能電池目前在生產(chǎn)方面取得的最大突破是在箔條狀銅銦鎵硒電池方面。納米太陽(yáng)能公司用類似于膠印的方法生產(chǎn)他們的太陽(yáng)能電池，下面就讓我們來(lái)看看他們是怎么做的吧。首先，大量的鋁條在巨大的打印機(jī)中緩慢前進(jìn)，就像打印報(bào)紙那樣，鋁條卷可以達(dá)到數(shù)米寬和數(shù)英里長(zhǎng)，這使得產(chǎn)品能夠用于不同的用途。其次，一臺(tái)在露天下運(yùn)轉(zhuǎn)的打印機(jī)將半導(dǎo)體油墨薄層沉積到鋁基體上。這是在玻璃態(tài)銅銦鎵硒電池和碲化鎘電池大批量生產(chǎn)中取得的一個(gè)巨大進(jìn)步，原來(lái)的生產(chǎn)要求半導(dǎo)體在真空室內(nèi)沉積，而現(xiàn)在可以在露天下進(jìn)行，速度更快，成本更低。接著，另一臺(tái)印刷機(jī)沉積硫化鎘和氧化鋅薄層，其中氧化鋅層是無(wú)反射的，這就確保了陽(yáng)光能夠到達(dá)半導(dǎo)體層。最后，鋁箔條被切成一片片的太陽(yáng)能電池。像傳統(tǒng)硅太陽(yáng)能電池一樣進(jìn)行分類裝配，在納米太陽(yáng)能公司的生產(chǎn)過(guò)程中也是有可能采用的，這意味著電池的電學(xué)特性能夠滿足，并可以達(dá)到最高的面板效率分布和產(chǎn)額。而玻璃態(tài)銅銦鎵硒電池不提供自裝配分類單元，因?yàn)榻M成電池的面板并不能很好的符合電學(xué)特性，其能量產(chǎn)額與效率也大打折扣。

用于半導(dǎo)體打印的打印機(jī)是易于使用和維護(hù)的。不僅如此，而且原料浪費(fèi)得也非常少，這有助于提高整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的效率和降低太陽(yáng)能板產(chǎn)電的成本。用傳統(tǒng)的太陽(yáng)能板生產(chǎn)一瓦特電需要三美元，傳統(tǒng)觀念認(rèn)為，在將成本降低到1美元沒(méi)瓦特之前太陽(yáng)能技術(shù)不會(huì)有競(jìng)爭(zhēng)力。納米太陽(yáng)能公司宣稱他們的超高效生產(chǎn)方式和革命性的半導(dǎo)體油墨將會(huì)使太陽(yáng)能產(chǎn)電的成本降低到僅僅30美分每瓦特。如果這是真的，那么太陽(yáng)能就可以與煤炭競(jìng)爭(zhēng)了。

薄膜太陽(yáng)能技術(shù)并不是科幻小說(shuō)。納米太陽(yáng)能公司的產(chǎn)品已經(jīng)擁有了廣泛的客戶群，包括全球各地的合作者和政府部門，薄膜太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)者們也非常忙碌。俄亥俄州的第一家太陽(yáng)能機(jī)構(gòu)與居威太陽(yáng)能機(jī)構(gòu)合作在德國(guó)的薩克森州建立了40兆瓦的碲化鎘薄膜太陽(yáng)能基地，于2009年竣工。本田公司正在活躍地進(jìn)行綜合銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池的試驗(yàn)。

如果太陽(yáng)能薄膜電池能夠?qū)⑵錆撃芡耆l(fā)揮出來(lái)，那么不難想象，在不遠(yuǎn)的將來(lái)，太陽(yáng)能將會(huì)像陽(yáng)光一樣無(wú)所不在。在城市建筑中，薄膜太陽(yáng)能電池將覆蓋屋頂和房子的正面，在新建房屋中，它們將作為屋頂紙板被整體安裝。此外，它們還能為新一代的太陽(yáng)能汽車和卡車供能。

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