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4.3碲化鎘薄膜電池
由于CdTe具有直接帶隙結構,對于波長(cháng)小于吸收限的光具有非常大的吸收系數,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(cháng)度的要求,CdTe薄膜太陽(yáng)電池通常以CdS/CdTe異質(zhì)結為基礎。人們預計其理論轉換效率可達27%,這些特點(diǎn)使CdTe成為制備效率高太陽(yáng)電池的較佳材料。
由于此類(lèi)電池的吸收層吸收光線(xiàn)能力很強,其接受陽(yáng)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(diǎn)要求光線(xiàn)透過(guò)能力。因此可以使用ITO玻璃作為前電較。同時(shí),碲化鎘電池多數制作工藝中要求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(xiàn)APCVD方式生產(chǎn)的FTO玻璃能夠良好地適應這一需求。
4.4銅銦鎵硒薄膜
銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽(yáng)電池具有生產(chǎn)成本低、污染小、不衰退、弱光性能好等顯著(zhù)特點(diǎn),光電轉換效率居各種薄膜太陽(yáng)電池之首,接近于晶體硅太陽(yáng)電池,而成本只是它的三分之一,被稱(chēng)為下一代非常有前途的新型薄膜太陽(yáng)電池,是近幾年研究開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。典型結構較底層為基材,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(huì )讓陽(yáng)光順利通過(guò)此層到達CIGS光吸收層;較后鍍上金屬導線(xiàn),即構成一個(gè)銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池。
從此類(lèi)電池的典型結構可知,其接收陽(yáng)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(lái)部分代替昂貴的太陽(yáng)電池,以減少給定功率所需的電池面積來(lái)降低成本,系統中太陽(yáng)能電池的費用只占系統總費用的一小部分,所以可以采用工藝先進(jìn)、效率更高而價(jià)格較貴的電池來(lái)提高整個(gè)系統的性能。同時(shí),通過(guò)聚光器而使非常大面積的陽(yáng)光匯聚在一個(gè)較小的范圍內,并將太陽(yáng)能電池置于光斑或光帶上,以增加光強,克服太陽(yáng)輻射能流密度低的缺點(diǎn),可以獲得更多的電能輸出。聚光光伏發(fā)電系統由聚光太陽(yáng)能接收器、聚光鏡、太陽(yáng)跟進(jìn)機構組成。聚光器依光學(xué)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(diǎn),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,光伏系統中的菲涅耳透鏡一種是由光學(xué)農業(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,這種透鏡具農業(yè)生產(chǎn)體系械強度高、抗腐蝕、耐老化等特點(diǎn),并且光學(xué)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(cháng)時(shí)間耐風(fēng)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(yáng)光的反射率要達到90%以上,并且至少應穩定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,但所面臨的挑戰也是很大的。例如,晶體硅行業(yè)正在努力降低成本,有的實(shí)驗室技術(shù)能降低近70%。如能實(shí)現,將對薄膜電池所使用TCO玻璃是一個(gè)挑戰。另外,柔性薄膜電池發(fā)展迅速,使用范圍廣泛,也會(huì )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,應著(zhù)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(jìn)行技術(shù)攻關(guān),再由前者進(jìn)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(gè)行業(yè)的科技創(chuàng )新水平。
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