非晶硅薄膜太阳能电池课件.ppt

1、2022-12-241非晶硅薄膜太阳能电池非晶硅薄膜太阳能电池 前言n薄膜太阳能电池分类n薄膜太阳能电池用导电银胶银浆n太阳能电池的未来市场需求n为何要发展薄膜非晶硅太阳电池n非晶硅太阳电池的发展及趋势n非晶硅薄膜太阳能电池的优点n非晶硅薄膜太阳能电池存在的问题n非晶硅薄膜太阳能电池的主要市场n世界主要非晶硅太阳电池生产厂家n中国非晶薄膜电池产业现状及存在问题n薄膜太阳能电池的大概成本2022-12-242前言前言n新能源和可再生能源是新能源和可再生能源是2121世纪世界经济发展中最具决定性影响的技术世纪世界经济发展中最具决定性影响的技术领域之一。光伏电池是一种重要的可再生能源，既可作为独立能

2、源，领域之一。光伏电池是一种重要的可再生能源，既可作为独立能源，亦可实现并网发电，而且是零污染排放。亦可实现并网发电，而且是零污染排放。n硅太阳能电池由于成本原因，最初只能用于空间，随着技术发展和工硅太阳能电池由于成本原因，最初只能用于空间，随着技术发展和工艺成熟，应用也逐步扩大。面对今天的能源供应状况和日益严重的环艺成熟，应用也逐步扩大。面对今天的能源供应状况和日益严重的环境污染，以至危及人类自身生存的现实，开发新能源和可再生能源的境污染，以至危及人类自身生存的现实，开发新能源和可再生能源的理念已被世界各国广泛接受。理念已被世界各国广泛接受。n大力发展薄膜型太阳能电池不失为当前最明智的选择，

3、但也有其不利大力发展薄膜型太阳能电池不失为当前最明智的选择，但也有其不利的一面，为何如此而言请听下面分解。的一面，为何如此而言请听下面分解。2022-12-243薄膜太阳能电池分类薄膜太阳能电池分类n非晶硅薄膜太阳能电池非晶硅薄膜太阳能电池n微微(多多)晶硅薄膜太阳能电池晶硅薄膜太阳能电池n铜铟硒薄膜太阳能电池铜铟硒薄膜太阳能电池n铜铟镓硒薄膜太阳能电池铜铟镓硒薄膜太阳能电池n碲化隔薄膜太阳能电池碲化隔薄膜太阳能电池n染料敏化薄膜太阳能电池染料敏化薄膜太阳能电池n有机薄膜太阳能电池有机薄膜太阳能电池n其他其他2022-12-244薄膜太阳能电池用导电银胶银浆（一）n太阳能电池导电银胶导电银浆型

4、号及用途太阳能电池导电银胶导电银浆型号及用途nUNINWELL国际作为世界高端光电胶粘剂的领导品牌，公司以“您身边的高端光电粘结防护专家”为服务宗旨。公司开发的导电银胶、导电银浆、红胶、底部填充胶、TUFFY胶、LCM密封胶、UV胶、各向异性导电胶、太阳能电池导电浆料等九大系列光电胶粘剂具有最高的产品性价比，公司在全球拥有近百家世界五百强客户。最近，UNINWELL国际与上海常祥实业强强联合，共同开发中国高端光电胶粘剂市场。UNINWELL国际是全球贴片胶产品线最齐全的生产企业，其产品性能优异,剪切力强,流变性也很好,并且吸潮性低，适用于LED、大功率LED、LED数码管、LCD、TR、IC、

5、COB、PCBA、EL冷光片、显示屏、晶振、石英谐振器、晶体管、太阳能电池、光伏电池、蜂鸣器、陶瓷电容等各种电子元件和组件的封装以及粘结等。电子元器件、集成电路、电子组件、电路板组装、液晶模组、触摸屏、显示器件、照明、通讯、汽车电子、智能卡、射频识别、电子标签、太阳能电池等领域。n为了更好的为尊崇的您提供优质服务，公司在深圳、北京、成都、苏州等地有设有分支机构。nBQ-6668系列 可以在80度的温度下2.5分钟固化，属于世界首创，极大提供生产效率。主要用于对热敏感的部件的粘结导通。nBQ-6770、6771系列 此产品系列为中、低温快固型导电银胶，用于触摸屏引线的粘接，具有很好的导电和粘结性

6、能，对PET、PC等薄膜具有特强的粘合力及可挠性(抗弯曲)。nBQ-6775系列，可以在50度的温度下30分钟固化，用于不能耐高温的场合。nBQ-6776系列，为高温快速固化，可以在180度的温度下30秒快速固化，极大提高工作效率。nBQ-6778系列，可以在80度的温度下30分钟固化，极大提供生产效率。2022-12-245薄膜太阳能电池导电银胶银浆（二）nBQ-6880系列 双组分，A：B=1：1；电子线路的修补粘接和导电电热，如薄膜开关粘结、电极引出、跳线粘结、导线粘结、ITO粘结、电路修补、电子线路引出及射频元件的粘接，也适用于电子显微镜台上器件粘结，也可用于金属与金属间的粘结导电、细

7、小空间的灌注等用途。特别适合非晶硅薄膜太阳能电池用。nBQ-6883系列 常温快速固化型；此系列为单组份导电银胶，可以在常温下最快5分钟完全固化，能极高提高生产效率；有的产品也可以分别在1小时、2小时、4小时、8小时完全固化。n999-200系列，高温快速固化，200度20秒就能固化，极大生产提高效率。n999-120系列，中温固化，特别适合燃料敏化二氧化钛太阳能电池用。具有很好导通效果和附着力，很好的丝网印刷性，很高的性价比。n999-80系列，低温快速固化，对各种材质的薄膜太阳能电池基材都很很好的粘结性能，具有很好的导通粘结效果，极好的丝印效果。n999-50系列，可以在50度的温度下快速

8、固化，同时具有很好的粘结效果和导通效果。nBQ-6889低温固化型；良好的导电性，优良的可焊接性，粘结力强，性能稳定，极好的丝印效果；太阳能电池、光伏电池（FV）背电极专用。也可用于电池的引出电极和太阳能电池硅片上的修补导电线路。nBQ-6999系列，UV紫外线光固化型导电银胶，可以广泛应用于热敏器件和不需要加热固化的部件的粘接导通，特别适用于大规模流水线作业。n2022-12-246太阳能导电银胶适用范围n我们提供的系列低温快固银浆、银浆可以应用于以下类型的太阳能电池的电极引出和制作：n一、铜铟镓硒（CIGS）系薄膜太阳能电池n二、染料敏化二氧化钛（DSSC色素增感）型太阳能电池n三、碲化镉

9、（CdTe）系薄膜太阳能电池四、砷化镓（GaAs）系薄膜太阳能电池五、硒铟铜（CIS）系薄膜太阳能电池六、聚合物多层修饰电极型太阳能电池七、纳米晶化学太阳能电池八、非晶硅薄膜（a-Si thin film）太阳能电池n九、多晶硅薄膜（poly-Si thin film）太阳能电池2022-12-247太阳能电池的未来市场需求太阳能电池的未来市场需求n进入进入21世纪以来，全球范围内对太阳能电池的需求世纪以来，全球范围内对太阳能电池的需求快速增长，每年以快速增长，每年以40%以上的速度递增。国内外也以上的速度递增。国内外也分别实施了上网电价补贴法，进一步促这一产业的分别实施了上网电价补贴法，进一

10、步促这一产业的增长步伐。增长步伐。n中国已于中国已于2005年通过了年通过了“可再生能源法可再生能源法”2006年年将采用将采用“一案一议一案一议”的办法实施上网电价补贴法。的办法实施上网电价补贴法。可以预计，世界范围内光伏产业的新的可持续发展可以预计，世界范围内光伏产业的新的可持续发展阶段即将到来。表阶段即将到来。表1列出了到列出了到2030年世界光伏市场年世界光伏市场的年需求量。到的年需求量。到2010年，年需求量为年，年需求量为14000兆瓦，兆瓦，而目前，全世界光伏工业的总产能约为而目前，全世界光伏工业的总产能约为1500兆瓦，兆瓦，在在4年内要达年内要达14000兆瓦兆瓦，可见其发展

11、速度十分惊，可见其发展速度十分惊人。人。2022-12-248 表表1 1 国际光伏市场需求及预测国际光伏市场需求及预测 年国别2000201020202030美国(GWp)0.142.136200欧洲(GWp)0.153.041200日本(GWp)0.254.830205总计(GWp)1.014.020018502022-12-249为何要发展非晶硅薄膜太阳电池？为何要发展非晶硅薄膜太阳电池？n光伏工业的高速发展和关键原材料高纯硅短缺的矛盾光伏工业的高速发展和关键原材料高纯硅短缺的矛盾n按照目前全世界年产按照目前全世界年产1500兆瓦晶体硅太阳能，约需兆瓦晶体硅太阳能，约需16500吨高纯硅

12、，近吨高纯硅，近几年全世界高纯硅的产能仅为几年全世界高纯硅的产能仅为25000吨，吨，70%左右回用于制造集成电路，左右回用于制造集成电路，二极管，三极管等半导体器件，绝对满足不了光伏工业的需求，供需矛二极管，三极管等半导体器件，绝对满足不了光伏工业的需求，供需矛盾十分突出，并导致全球范围内高纯硅从盾十分突出，并导致全球范围内高纯硅从25美元美元/公斤上升至公斤上升至200美元美元/公公斤以上，使得斤以上，使得2003年前国际市场每瓦太阳能电池年前国际市场每瓦太阳能电池2美元左右上升到美元左右上升到3.5美美元。元。n中国情况更加严重，市场价达到人民币中国情况更加严重，市场价达到人民币33元，

13、且有价无市。这一情况在元，且有价无市。这一情况在3-5年内是得不到根本解决的，必定会严重影响光伏产业的健康发展年内是得不到根本解决的，必定会严重影响光伏产业的健康发展。n提高单位硅材料的发电量，现在存在提高单位硅材料的发电量，现在存在转换效率，成品率的制约转换效率，成品率的制约。此。此2项技项技术是否能突破，直接影响其与其他薄膜太阳能电池的竞争。但硅材短缺术是否能突破，直接影响其与其他薄膜太阳能电池的竞争。但硅材短缺问题要从根本上解决十分困难。问题要从根本上解决十分困难。2022-12-2410非晶硅太阳电池的起源非晶硅太阳电池的起源n非晶硅薄膜太阳能电池由非晶硅薄膜太阳能电池由Carlson

14、和和Wronski在在20世纪世纪70年代中期开发成功，年代中期开发成功，80年代其生产曾达到高潮，约占全球太阳能电池总量的年代其生产曾达到高潮，约占全球太阳能电池总量的20左右，但由于左右，但由于非晶硅太阳能电池转化效率低于晶体硅太阳能电池，而且非晶硅太阳能电池转化效率低于晶体硅太阳能电池，而且非晶硅太阳能电非晶硅太阳能电池存在光致衰减效应的缺点池存在光致衰减效应的缺点：光电转换效率会随着光照时间的延续而衰减，：光电转换效率会随着光照时间的延续而衰减，其发展速度逐步放缓。其发展速度逐步放缓。n目前非晶硅薄膜太阳能电池产量占全球太阳能电池总量的目前非晶硅薄膜太阳能电池产量占全球太阳能电池总量的

15、10左右。但左右。但由由于于晶体硅的短缺及价格上涨将是长期存在的事实，即使晶体硅瓶颈突破，晶体硅的短缺及价格上涨将是长期存在的事实，即使晶体硅瓶颈突破，能源节省优势能源节省优势仍然能保障非晶硅太阳能电池的生存空间。仍然能保障非晶硅太阳能电池的生存空间。2022-12-2411非晶硅薄膜太阳能电池的优点非晶硅薄膜太阳能电池的优点n低成本低成本n能量返回期短能量返回期短n大面积自动化生产大面积自动化生产n高温性好高温性好n弱光响应好弱光响应好(充电效率高充电效率高)n其他其他2022-12-2412n低成本低成本n单结晶硅太阳电池的单结晶硅太阳电池的厚度厚度0.5um0.5um。n主要原材料是生产

16、高纯多晶硅过程中使用的主要原材料是生产高纯多晶硅过程中使用的硅烷硅烷，这种气体，化学工业，这种气体，化学工业可大量供应，且十分便宜，制造一瓦非晶硅太阳能电池的原材料本约可大量供应，且十分便宜，制造一瓦非晶硅太阳能电池的原材料本约RMB3.5-4RMB3.5-4（效率高于（效率高于6%6%）n且晶体硅太阳电池的基本厚度为且晶体硅太阳电池的基本厚度为240-270um240-270um，相差，相差200200多倍，大规模生产多倍，大规模生产需极大量的半导体级，仅硅片的成本就占整个太阳电池成本的需极大量的半导体级，仅硅片的成本就占整个太阳电池成本的65-70%65-70%，在中国在中国1 1瓦晶体硅

17、太阳电池的硅材料成本已上升到瓦晶体硅太阳电池的硅材料成本已上升到RMB22RMB22以上。以上。n从原材料供应角度分析，人类大规模使用阳光发电，最终的选择只能是从原材料供应角度分析，人类大规模使用阳光发电，最终的选择只能是非晶硅太阳电池及其它薄膜太阳电池，别无它法！非晶硅太阳电池及其它薄膜太阳电池，别无它法！2022-12-2413n能量返回期短能量返回期短n转换效率为转换效率为6%6%的非晶硅太阳电池，其生产用电约的非晶硅太阳电池，其生产用电约1.91.9度电度电/瓦，由它发电瓦，由它发电后返回的时间约为后返回的时间约为1.5-21.5-2年，这是晶硅太阳电池无法比拟的。年，这是晶硅太阳电池

18、无法比拟的。n大面积自动化生产大面积自动化生产n目前，世界上最大的非晶硅太阳电池是目前，世界上最大的非晶硅太阳电池是Switzland UnaxisSwitzland Unaxis的的KAI-1200 KAI-1200 PECVD PECVD 设备生产的设备生产的1100mm1100mm*1250mm1250mm单结晶非晶硅太阳电池，起初是效率单结晶非晶硅太阳电池，起初是效率高于高于9%9%。其稳定输出功率接近。其稳定输出功率接近80W/80W/片。片。n商品晶体硅太阳电池还是以商品晶体硅太阳电池还是以156mm156mm*156mm156mm和和125mm125mm*125mm125mm为主

19、。为主。2022-12-2414n短波响应优于晶体硅太阳电池短波响应优于晶体硅太阳电池n上海尤力卡公司曾在中国甘肃省酒泉市安装一套上海尤力卡公司曾在中国甘肃省酒泉市安装一套65006500瓦非晶硅太阳能电瓦非晶硅太阳能电站，其站，其每千瓦发电量为每千瓦发电量为1300KWh1300KWh，而，而晶体硅太阳电池每千瓦的年发电量约晶体硅太阳电池每千瓦的年发电量约为为1100-1200KWh1100-1200KWh。非晶硅太阳电池显示出其极大的使用优势。下图为该。非晶硅太阳电池显示出其极大的使用优势。下图为该电站的现场照片，第一代非晶硅太阳电池的以上优点已被人们所接受。电站的现场照片，第一代非晶硅太

20、阳电池的以上优点已被人们所接受。20032003年以来全世界太阳能市场需求量急剧上升，非晶硅太阳电池也出现年以来全世界太阳能市场需求量急剧上升，非晶硅太阳电池也出现供不应求的局面。供不应求的局面。2022-12-2415非晶硅太阳能电池存在的问题非晶硅太阳能电池存在的问题n效率较低效率较低n单晶硅太阳能电池，单体单晶硅太阳能电池，单体效率为效率为14%-17%(AMO)14%-17%(AMO)，而柔性基体非晶硅太阳，而柔性基体非晶硅太阳电池组件（约电池组件（约10001000平方厘米）的平方厘米）的效率为效率为10-12%10-12%，还存在一定差距。，还存在一定差距。n相同的输出电量所需太阳

21、能电池面积增加，对于对太阳能电池占地面积相同的输出电量所需太阳能电池面积增加，对于对太阳能电池占地面积要求不高的场合尤其适用，如农村和西部地区。要求不高的场合尤其适用，如农村和西部地区。n我国目前尚有约我国目前尚有约2800028000个村庄、个村庄、700700万户、大约万户、大约30003000万农村人口还没有用万农村人口还没有用上电，上电，60%60%的有电县严重缺电；光致衰减效应也可在电量输出中加以考的有电县严重缺电；光致衰减效应也可在电量输出中加以考虑，我们认为以上缺点已不成为其发展的障碍，非晶硅太阳能电池已迎虑，我们认为以上缺点已不成为其发展的障碍，非晶硅太阳能电池已迎来新的发展机

22、遇。来新的发展机遇。2022-12-2416n稳定性问题稳定性问题 n非晶硅太阳能电池的非晶硅太阳能电池的光致衰减光致衰减，所谓的，所谓的W-SW-S效应，是影响其大规效应，是影响其大规模生产的重要因素。目前，柔性基体非晶硅太阳能电池稳定效率模生产的重要因素。目前，柔性基体非晶硅太阳能电池稳定效率已超过已超过10%10%，已具备作为空间能源的基本条件。，已具备作为空间能源的基本条件。n成本问题成本问题n非晶硅太阳能电池投资额是晶体硅太阳能电池的非晶硅太阳能电池投资额是晶体硅太阳能电池的5 5倍左右倍左右，因此，因此项目投资有一定的资金壁垒。项目投资有一定的资金壁垒。且，成本回收周期较长，昂贵的

23、设且，成本回收周期较长，昂贵的设备折旧率是大额回报率的一大瓶颈。备折旧率是大额回报率的一大瓶颈。2022-12-2417非晶硅太阳电池的市场非晶硅太阳电池的市场n大规模地成本发电站大规模地成本发电站n19961996年美国年美国APSAPS公司在美国加州建了一个公司在美国加州建了一个400400千瓦的非晶硅电站千瓦的非晶硅电站,引起光引起光伏产业振动。伏产业振动。nMassMass公司公司(欧洲第三大太阳能系统公司欧洲第三大太阳能系统公司)去年从中国进口约去年从中国进口约5MWp5MWp的非晶硅的非晶硅太阳能电池。太阳能电池。n日本日本CANECACANECA公司年产公司年产25MWp25MW

24、p的非晶硅太阳能电池大部分输往欧洲建大型的非晶硅太阳能电池大部分输往欧洲建大型发电站发电站(约每座约每座500KWp-1000KWp)500KWp-1000KWp)。n德国德国RWESCHOOTTRWESCHOOTT公司也具有公司也具有30MWp30MWp年产量年产量,全部用于建大规模太阳能电站。全部用于建大规模太阳能电站。2022-12-2418n与建筑相配合与建筑相配合,建造太阳能房建造太阳能房n非晶硅太阳能电池可以制成半透明的，如作为建筑的一部分，白天既非晶硅太阳能电池可以制成半透明的，如作为建筑的一部分，白天既能发电又能使部分光线透过玻璃进入室内，为室内提供十分柔和的照能发电又能使部分

25、光线透过玻璃进入室内，为室内提供十分柔和的照明明(紫外线被滤掉紫外线被滤掉)能挡风雨，又能发电能挡风雨，又能发电;美国，欧洲和日本的太阳能电美国，欧洲和日本的太阳能电池厂家已生产这种非晶硅瓦。池厂家已生产这种非晶硅瓦。2022-12-2419n太阳能照明光源太阳能照明光源n由于非晶硅太阳能电池的技术优势，同样功率的非晶硅太阳能灯具，其照由于非晶硅太阳能电池的技术优势，同样功率的非晶硅太阳能灯具，其照明时间要比晶体硅太阳能路灯的照明时间长明时间要比晶体硅太阳能路灯的照明时间长20%20%，而其成本每瓦要低约，而其成本每瓦要低约1010元人民币。上海尤利卡公司于元人民币。上海尤利卡公司于20032

26、003年年-2005-2005年已为松江区的年已为松江区的太阳能路灯太阳能路灯提提供了供了400400多个非晶硅太阳能路灯电源，其冬天的发电效果明显优于晶体硅。多个非晶硅太阳能路灯电源，其冬天的发电效果明显优于晶体硅。n弱光下使用弱光下使用n由于非晶硅太阳能电池在室内弱光下也能发电，已被广泛用于由于非晶硅太阳能电池在室内弱光下也能发电，已被广泛用于太阳能钟，太阳能钟，太阳能手表，太阳能显示牌太阳能手表，太阳能显示牌等不直接受光照等场合下。等不直接受光照等场合下。2022-12-2420世界主要非晶硅太阳电池生产厂家世界主要非晶硅太阳电池生产厂家n MWp/年 生产品种n日本kaneka 25

27、910*910mm电池组件,玻璃衬底n德国RWE Schottsolar 30 最大组件100*605mm,玻璃衬底n日本三菱电机 10 玻璃衬底非晶太阳电池n日本富士通 10 聚合物为衬底柔性非晶太阳电池n日本TDK 5 不锈钢为衬底,效率高于8%n日本三洋太阳能 5 聚酰亚胺为衬底,效率高于8.5%n美国ECD 15 研究单位n美国联合太阳能 25 不锈钢,聚酰亚胺为衬底,效率高于10%n英国Intersolar 5 305*915mm玻璃衬底,效率大于7%n德国Esole 明年投产,约40MWp生产线2022-12-2421中国非晶硅太阳电池产业现状及存在问题中国非晶硅太阳电池产业现状及

28、存在问题n目前中国已有的非晶硅太阳能电池生产线n存在问题：产量少；效率低；稳定性差；面积小；外观不均匀。存在问题：产量少；效率低；稳定性差；面积小；外观不均匀。序号单位名称产能备注1天津津能5MWp2哈尔滨克罗拉太阳能1MWp3深圳拓日14深圳创益15深圳日月潭16北京世华筹建中7泉州筹建中2022-12-2422薄膜太阳能的大概成本薄膜太阳能的大概成本n自主大规模生产技术自主大规模生产技术n自主核心设备技术自主核心设备技术 *PECVD/溅射设备/专用激光/APCVD高效率大面积低成本生产实现每瓦高效率大面积低成本生产实现每瓦USD1的目标的目标下表为年产20MWp生产线非晶硅电池组件的成本

29、，稳定效率6%，组件面积100mm*100mm材料各种气体5mm浮法玻浮法玻璃及导电膜璃及导电膜电极材料电极材料及封装材料工具五金材料备品备件其它材料劳防用品其它每瓦成本(元/瓦)3.71 2.67 3.910.0350.050.310.02 0.013.12小计12.582022-12-2423 声明nUninwell和Breakover-quick均为Uninwell International之注册商标。未经Uninwell International允许其他任何厂商和个人不得使用。n本产品样本中提供的技术参数仅供参考，它们会随不同的工况条件，如设备类型、材质、工艺条件等改变。n如有需要薄膜太阳能电池用导电银胶银浆请致电：8621-54830212垂询