触摸太阳能的温暖4大薄膜太阳能电池点亮你心中的光明

  • 科研进展
  • 2025年04月26日
  • 在我们日常生活中,不时会看到一些使用太阳能电池的物品,如美团单车上的太阳能电池、路灯太阳能电池。这些设备都依赖于一种技术——薄膜太阳能电池。那么,你真的了解这些薄膜太阳能电池吗?今天,我们就来一起探索四种不同类型的薄膜太阳能电池。 非晶硅薄膜 非晶硅(也称微晶硅)是制造高效率光伏组件的核心材料之一。与单晶硅和多晶硅相比,非晶硅具有更广泛的原料来源、较低的生产成本以及更容易的大规模生产能力

触摸太阳能的温暖4大薄膜太阳能电池点亮你心中的光明

在我们日常生活中,不时会看到一些使用太阳能电池的物品,如美团单车上的太阳能电池、路灯太阳能电池。这些设备都依赖于一种技术——薄膜太阳能电池。那么,你真的了解这些薄膜太阳能电池吗?今天,我们就来一起探索四种不同类型的薄膜太阳能电池。

非晶硅薄膜

非晶硅(也称微晶硅)是制造高效率光伏组件的核心材料之一。与单晶硅和多晶硅相比,非晶硅具有更广泛的原料来源、较低的生产成本以及更容易的大规模生产能力。这使得它成为市场前景广阔的一种新型光伏产品。目前,非/微晶硅薄膜、CIGS(铜铟镓钽)和CdTe(碲化镉)三种类型为主流。

虽然转换效率方面,它们分别位于10%~12%、8.5%~10.5%和6%~8%,但从原材料可获取性看,非/微晶硅最为普遍,而其他两者则含有稀有元素化合物,这些元素在全球范围内供应相对有限。此外,由于其稳定性能良好且适应高温环境,因此非常适合建设在极端气候条件下运行的大型光伏发电系统。

铜铟镓钽(CIGS) 薄膜

CIGS是一种II-V族半导体,以其稳定的性能、高抗辐照能力、高转换效率及低成本而闻名。在2014年,一次实验室测试将转换效率提升至21.7%,证明了这一技术潜力巨大。大面积组件通常可以达到10%-15%左右的转换效率,这使得CIGS成为了国际上被视为“未来一代”新型高效能源解决方案的一个强劲竞争者。

尽管存在制程复杂性和投资成本较高的问题,但该技术因其独特优势,在现代建筑设计中尤其受到欢迎,如大型玻璃幕墙等场所,其柔软均匀外观符合现代建筑审美标准。

碲化镉(CdTe) 薄膜

CdTe是一种半导体,与人类眼中的颜色匹配度极佳,使之成为理想的人工材料用于吸收来自宇宙最大天然源—— 太空辐射带供给的地球表面的热量。理论上 CdTe 的最高功用容量达到了28%,并且它表现出极好的长期稳定性,是一个受关注发展迅速的一类新型电子器材。

CdTe 是制造商业化最快的一种,因为它们易于沉积成大量大的平坦层面,并且沉积速度快。这导致了世界各地快速推进到商品级别。在提高功用方面关键是在改善构造结构及每个层次材料处理工艺;通过减少窗口层 CdS 厚度,可以减少进入光线损失,从而增加短波响应以提高短路当前密度;因此创建了记录性的高功用值 CdTe 电堆板。

要降低成本必须将温度降至550℃以下以便使用廉价玻璃底座; 实验室结果向产业迈进需要经过优化组件及其生产模式研究过程进行调整。

有机薄膜

最后,有机透明烯丙基聚酰亚胺(PTAA) 薄覆盖着由P3HT 聚合物制成的小片段或纤维形成了一系列新的有机框架结构。这对于实现整块塑料感官感觉提供了可能性。当这项工作结合到模拟生物质组织时,将可能创造出能够捕获全息图像或执行其他复杂任务功能对象模型应用程序。

虽然现在只有一小部分研究人员正在进行这种工作,但如果他们成功实现这一目标,那么我们很可能会看到一个全新的行业诞生:生物学家不仅能够产生精确分子,而且还能够控制它们如何排列以创建不同的形状和功能。如果这样的话,那么这个领域可能会迅速扩展到包括所有生命科学领域,以及许多工程应用程序,比如医疗设备制造或者环境监测系统开发等领域。而对于未来的工业革命来说,这是一个充满希望的地方,对现有的石油燃烧方式提出严重挑战,并开启一个更加绿色清洁能源时代,让地球变得更加宜居与健康!

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