永恒的绿色能源动-非晶硅课件.ppt

1、永恒的绿色能源动力非晶硅薄膜电池介绍目录目录n蓝星泰瑞光电有限公司简介蓝星泰瑞光电有限公司简介n非晶硅薄膜太阳能电池发电原理非晶硅薄膜太阳能电池发电原理n非晶硅薄膜太阳能电池发展历程非晶硅薄膜太阳能电池发展历程n非晶硅技术特点非晶硅技术特点n市场前景市场前景n应用领域及范例应用领域及范例蓝星泰瑞光电有限公司简介蓝星泰瑞光电有限公司简介n蓝星泰瑞光电有限公司蓝星泰瑞光电有限公司是威海蓝星玻璃股份有限公司和美国是威海蓝星玻璃股份有限公司和美国TerraSolar Inc.合资成立的高科技公司，公司主要从事非晶硅（合资成立的高科技公司，公司主要从事非晶硅（a-Si）薄膜太阳能电池模块、）薄膜太阳能电

2、池模块、铜铟镓硒铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池模块及其应用系统的设计、研发及生产。正薄膜太阳能电池模块及其应用系统的设计、研发及生产。正在进行光伏建筑一体化在进行光伏建筑一体化（BIPV）和大规模电站的开发与研究。目前拥有一条和大规模电站的开发与研究。目前拥有一条年产年产5MW5MW薄膜太阳能电池模块生产线，预计到薄膜太阳能电池模块生产线，预计到20102010年，生产能力达到年，生产能力达到100MW100MW。n 威海蓝星玻璃股份有限公司是以玻璃制造和加工为主的大型玻璃建材企业，威海蓝星玻璃股份有限公司是以玻璃制造和加工为主的大型玻璃建材企业，是中国十大玻璃制造商之一。美国是中国十大玻

3、璃制造商之一。美国TerraSolar公司致力于在世界范围内开发、公司致力于在世界范围内开发、生产和销售可应用于民用、商用和工业用的太阳能电力产品。生产和销售可应用于民用、商用和工业用的太阳能电力产品。TerraSolar公公司是世界上首家研制出半透明非晶硅光伏产品的企业，先进的非晶硅技术是司是世界上首家研制出半透明非晶硅光伏产品的企业，先进的非晶硅技术是目前世界上成本最低的太阳能电力技术。该公司在铜铟镓硒技术上处于世界目前世界上成本最低的太阳能电力技术。该公司在铜铟镓硒技术上处于世界领先地位，已成功解决了领先地位，已成功解决了CIGSCIGS的制膜难题，使工业化生产的成品率大大提高。的制膜难

4、题，使工业化生产的成品率大大提高。两大公司在光伏薄膜电池领域强强合作，优势互补，必将为我国的能源产业两大公司在光伏薄膜电池领域强强合作，优势互补，必将为我国的能源产业做出杰出的贡献。做出杰出的贡献。n 公司将凭借雄厚的研发实力、贴心的专业设计、严谨的工程施工和完善公司将凭借雄厚的研发实力、贴心的专业设计、严谨的工程施工和完善的配套服务竭力开发利用太阳能，为人类提供最清洁的能源。的配套服务竭力开发利用太阳能，为人类提供最清洁的能源。非晶硅薄膜太阳能电池发电原理非晶硅薄膜太阳能电池发电原理非晶硅薄膜太阳能电池发电原理n太阳能光伏发电的基本原理是这样的：太阳能是一种辐射太阳能光伏发电的基本原理是这样

5、的：太阳能是一种辐射能，它必须借助于能量转换器件才能变换成为电能。这个能，它必须借助于能量转换器件才能变换成为电能。这个把光能变换成电能的能量转换器件，就是太阳能电池。太把光能变换成电能的能量转换器件，就是太阳能电池。太阳能电池工作原理的基础，是半导体阳能电池工作原理的基础，是半导体P-NP-N结的光生伏特效结的光生伏特效应。所谓光生伏特效应，就是当物体受到光照时，物体内应。所谓光生伏特效应，就是当物体受到光照时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。当当P-NP-N结受到光照，就会产生光电压，接通外电路，就产结受到光照，

6、就会产生光电压，接通外电路，就产生了电流，便有电能输出。我们用以下图示作进一步的说生了电流，便有电能输出。我们用以下图示作进一步的说明：明：非晶硅薄膜太阳能电池发电原理空穴和电子移动示意图空穴和电子移动示意图 I 区区 当组件受光后，入射光通过当组件受光后，入射光通过p p层后进入层后进入I(I(有源有源)层产生层产生e-he-h对，光生载流对，光生载流子一旦产生便被子一旦产生便被p-np-n结内建电场分开，空穴漂移到结内建电场分开，空穴漂移到p p侧，电子漂移到侧，电子漂移到n n侧，形侧，形成光生电流成光生电流IlIl和光生电动势和光生电动势VlVl。VlVl与内建电势与内建电势VbVb反

7、向。反向。从而形成从从而形成从N N型区到型区到P P型区的电流。然后在型区的电流。然后在P-NP-N结中形成电势差，这就形成了电源。结中形成电势差，这就形成了电源。N型负电极P型正电极薄膜太阳能组件生产工序清洗清洗激光激光刻槽刻槽激光激光刻槽刻槽背接背接触面触面激光激光刻槽刻槽组装组装非晶硅薄膜太阳能电池发电原理n非晶硅电池片结构图非晶硅电池片结构图n电池模板结构图电池模板结构图 非晶硅薄膜太阳能电池发展历程非晶硅薄膜太阳能电池发展历程1960年开始用溅射法制备a一Si薄膜材料，同时系统地研究了这些薄膜的光学特性。1976年卡尔松和路昂斯基报告了无定形硅（简称a-Si)薄膜太阳电池的诞生。1

8、965年斯特林等人第一次采用等离子体增强化学气相沉积（简为PECVD)制备了氢化无定形硅（a一si：H）薄膜这就是后来的太阳电池用a一Si材料的主要制备方法。八十年代未九十年代初，非晶硅太阳电池的发展经历了一个调整、完善和提高的时期。90年代中期，国际上先后建立了数条5Mw-l0MW的高水平电池组件生产线，技术完全成熟。目前各国都在致力于开发具有更高稳定性的硅基薄膜电池非晶硅技术特点非晶硅薄膜电池组件展示开路电压（Vo）60.2V56.5V闭路电流（Isc）1.14A1.16A工作电压（Vm）44.6V41.8V工作电流（Imp）0.90A0.92A额定电力（Pmp）40W38.5W温度系数V

9、oc,Vmp -0.28%/Isc,Imp +0.09%/Pmp -0.19%/电力特性电力特性：经经STCSTC和和PTC(PTC(美国光能公司测试规范美国光能公司测试规范)测试测试,额定电力参数为额定电力参数为:STC PTC非晶硅技术特点n采用了新型采用了新型EVAEVA双玻璃层压封装技术，增强了产品的强度，提高了户外安装抵双玻璃层压封装技术，增强了产品的强度，提高了户外安装抵抗恶劣环境侵蚀的能力，有效的提高了产品的使用寿命。抗恶劣环境侵蚀的能力，有效的提高了产品的使用寿命。n该技术最大的优势在于较高的性价比。由于非晶硅太阳电池独特的光谱响应该技术最大的优势在于较高的性价比。由于非晶硅太

10、阳电池独特的光谱响应特性，使其在弱光下也可正常发电。因此，购买相同瓦数的晶体硅和非晶硅特性，使其在弱光下也可正常发电。因此，购买相同瓦数的晶体硅和非晶硅太阳电池，用户实际得到的电量以非晶硅太阳电池最多，同时所投入的资金太阳电池，用户实际得到的电量以非晶硅太阳电池最多，同时所投入的资金最少。（请参阅下页图示）最少。（请参阅下页图示）n通过调整原材料，可生产出半透明非晶硅组件，这是晶体硅无法比拟的优点。通过调整原材料，可生产出半透明非晶硅组件，这是晶体硅无法比拟的优点。尤其适合于建造大规模光电幕墙和屋顶。尤其适合于建造大规模光电幕墙和屋顶。非晶硅技术特点可见光谱 近红外线 非晶硅电池光谱响应的范围

11、在非晶硅电池光谱响应的范围在380380780780纳米，高于晶体硅的光谱响应范纳米，高于晶体硅的光谱响应范围。围。市场前景国际趋势国内发展市场前景国际趋势n无论从世界还是从中国来看，常规能源都是很有限的，大力发展可再生能源已成为各无论从世界还是从中国来看，常规能源都是很有限的，大力发展可再生能源已成为各国的必然选择。尤其值得关注的是，中国的一次能源储量远远低于世界的平均水平，国的必然选择。尤其值得关注的是，中国的一次能源储量远远低于世界的平均水平，大约只有世界总储量的大约只有世界总储量的1010，对实现能源可持续发展的要求越来越迫切。下图给出了，对实现能源可持续发展的要求越来越迫切。下图给出

12、了世界和中国主要常规能源剩余探明储量比较。世界和中国主要常规能源剩余探明储量比较。市场前景国际趋势n从长远来看，可再生能源将是未来人类的主要能源来源。因此世界上多数发达国家和从长远来看，可再生能源将是未来人类的主要能源来源。因此世界上多数发达国家和部分发展中国家都十分重视可再生能源的发展，并把太阳能光伏发电的商业化开发和部分发展中国家都十分重视可再生能源的发展，并把太阳能光伏发电的商业化开发和利用作为重要的发展方向。根据欧洲利用作为重要的发展方向。根据欧洲JRCJRC的预测，到的预测，到20302030年太阳能发电将在世界电力的年太阳能发电将在世界电力的供应中显现其重要作用，达到供应中显现其重

13、要作用，达到10%10%以上，可再生能源在总能源结构中会占到以上，可再生能源在总能源结构中会占到3030；到；到20502050年太阳能发电将占总能耗的年太阳能发电将占总能耗的20%20%，可再生能源占到，可再生能源占到5050以上；到本世纪末太阳能发以上；到本世纪末太阳能发电将在能源结构中起到主导作用。下图是欧洲电将在能源结构中起到主导作用。下图是欧洲JRCJRC的预测。的预测。世界能源发展趋势 市场前景国内发展n中国是一个能源生产大国，也是一个能源消费大国。按照目前的经济发展趋势和中国中国是一个能源生产大国，也是一个能源消费大国。按照目前的经济发展趋势和中国的资源情况，的资源情况，2010

14、2010年和年和20202020年的电力供应单靠传统的煤、水、核是不够的，尚存在一年的电力供应单靠传统的煤、水、核是不够的，尚存在一定的缺口，需要由可再生能源发电来填补。光伏发电将在中国未来的电力供应中扮演定的缺口，需要由可再生能源发电来填补。光伏发电将在中国未来的电力供应中扮演着重要的角色，预计到着重要的角色，预计到20102010年中国的光伏发电累计装机容量将达到年中国的光伏发电累计装机容量将达到600MWp600MWp，20202020年累年累计装机容量将达到计装机容量将达到30GWp30GWp，20502050年将达到年将达到100GWp100GWp。根据电力科学院的预测，到。根据电力

15、科学院的预测，到20502050年中年中国可再生能源发电将占到全国总电力装机容量的国可再生能源发电将占到全国总电力装机容量的25%25%，其中光伏发电占到，其中光伏发电占到5%5%。2050 2050年中国发电装机构成预测（电力科学院）年中国发电装机构成预测（电力科学院）种类装机容量（亿千瓦）占总量百分比（%）煤电10.0 50%核电2.4 12%气电1.0 5%大水电1.6 8%小水电2.0 10%可再生能源25%生物质发电1.0 5%风电1.0 5%光电1.0 5%总计20.0 100%应用领域及范例应用领域应用范例应用领域n光伏电站光伏电站n户用光伏系统户用光伏系统n光伏海水淡化系统光伏

16、海水淡化系统n光伏沙漠治理系统光伏沙漠治理系统n光伏污水处理系统光伏污水处理系统n太阳能灯具、交通信号灯、铁路道口指示器太阳能灯具、交通信号灯、铁路道口指示器n小型电子器件等多个领域小型电子器件等多个领域非晶硅薄膜电池在实际生活中用途很广，主要有以下几个方面：非晶硅薄膜电池在实际生活中用途很广，主要有以下几个方面：而这种产品在应用领域的最大亮点是其在光伏建筑而这种产品在应用领域的最大亮点是其在光伏建筑一体化（一体化（BIPV）领域中的卓越表现！）领域中的卓越表现！应用领域BIPV 随着世界能源危机的加剧和各国对新能源开发利用的日随着世界能源危机的加剧和各国对新能源开发利用的日益重视，太阳能这一

17、取之不尽用之不竭的清洁能源被越来益重视，太阳能这一取之不尽用之不竭的清洁能源被越来越广泛的应用在各个领域。越广泛的应用在各个领域。光伏发电将主要从两个领域对光伏发电将主要从两个领域对世界能源需求做出重大贡献：一是用于光伏建筑一体化世界能源需求做出重大贡献：一是用于光伏建筑一体化（BIPVBIPV），二是用于大型荒漠中心电站发电。前者将会对），二是用于大型荒漠中心电站发电。前者将会对现代建筑的发展产生重大影响。现代建筑的发展产生重大影响。联合国能源机构最近发布的调查报告显示，光伏建筑联合国能源机构最近发布的调查报告显示，光伏建筑一体化（一体化（BIPVBIPV）将成为）将成为2121世纪的市场热

18、点，太阳能建筑业世纪的市场热点，太阳能建筑业将成为将成为2121世纪最重要的新兴产业之一。世纪最重要的新兴产业之一。在光伏建筑领域，与其他材料的太阳能电池相比，采用非晶硅在光伏建筑领域，与其他材料的太阳能电池相比，采用非晶硅薄膜电池组件是最为理想的：薄膜电池组件是最为理想的：n晶体硅电池的生产成本的降低已接近极限，薄膜硅产品不受原材料的晶体硅电池的生产成本的降低已接近极限，薄膜硅产品不受原材料的限制，价格低廉，适合大面积使用。限制，价格低廉，适合大面积使用。n在单位发电量上，由于薄膜硅电池具有弱光发电的特性，与晶体硅组在单位发电量上，由于薄膜硅电池具有弱光发电的特性，与晶体硅组件相比，薄膜硅单

19、位发电量更多，具有更高的性价比。件相比，薄膜硅单位发电量更多，具有更高的性价比。n薄膜硅组件色彩丰富、透光效果好、色泽均匀柔和，在与建筑的结合薄膜硅组件色彩丰富、透光效果好、色泽均匀柔和，在与建筑的结合上，薄膜硅组件可替代普通建筑材料，制成光伏屋顶或光伏幕墙，在上，薄膜硅组件可替代普通建筑材料，制成光伏屋顶或光伏幕墙，在外观上与建筑物达到完美融合。（请参阅以下工程范例）外观上与建筑物达到完美融合。（请参阅以下工程范例）应用领域BIPV应用范例工程：ISPRA JRC实验室城市：Ispra 国家：意大利建筑类型：实验楼建筑用途：商业新建/翻盖：翻盖光伏技术：并网光伏系统功率：21kwp应用类型：

20、建筑正立面电池技术类型：非晶硅说明：1994年建成应用范例工程：欧洲自由能源办公室城市：Eindhoven 国家：荷兰建筑类型：办公楼建筑用途：商业新建/翻盖：翻盖光伏技术：并网光伏系统功率：1.7kwp应用类型：建筑正立面电池技术类型：非晶硅应用范例工程：时代广场4号摩天大楼城市：纽约国家：美国建筑类型：高层建筑用途：商业新建/翻盖：新建光伏技术：并网光伏系统功率：14kwp应用类型：建筑正立面电池技术类型：非晶硅应用范例工程：APS光伏工厂城市：加利福尼亚州，Fairfield国家：美国建筑类型：工业生产楼建筑用途：商业新建/翻盖：新建光伏技术：并网光伏系统功率：8.4kwp应用类型：建筑

21、正立面+屋顶电池技术类型：非晶硅说明：APS开发了一条能够生产大面积非晶硅薄膜光伏组件的生产线。这些50W或25W的组件能够与正立面、天窗和遮阳棚结合制成光伏系统。应用范例工程：新能源和工业技术开发组织（NEDO）研究计划城市：东京国家：日本建筑类型：民用建筑用途：居住新建/翻盖：新建光伏技术：并网光伏系统功率：3.5kwp应用类型：屋顶电池技术类型：非晶硅说明：1994年开始运行应用范例美国stillwell地铁站光电屋面工程 美国stillwell地铁站光电屋面工程总面积76,000 平方英尺；其中光电板使用面积为50，000平方英尺(7060.4 m2)。发电峰值功率为250；2005年投入运行。非晶硅电池板块规格：a-Si40W。应用范例纽约纽约Coney 岛岛 Stillwell 地铁终点站夜景图地铁终点站夜景图结论n非晶硅薄膜电池技术成熟，使用寿命长达二十年。n在应用上，非晶硅组件因其性价比较高，色彩丰富、柔和，可以替代普通建筑材料，适合于建造光伏建筑。n光伏系统的维护简单易行，维护成本低。n绿色电力纯净无污染，社会效益明显。谢谢！