兩塊薄厚不一的玻璃,中間是一層紅褐色的薄膜,這就組成了一塊非晶硅薄膜太陽能電池,利用可見光完成光電轉換。與普通的太陽能電池相比,非晶硅薄膜太陽能電池在降低成本的基礎上,又通過工藝和技術將光電轉換率提高到了9%~10.2%,使用壽命最長可達25年。
成都旭雙太陽能科技有限公司就在研究生產非晶硅薄膜太陽能電池。目前,他們的產品在四川省內的一家敬老院“小試牛刀”,預計在本月底完成施工,為敬老院裝上24塊非晶硅薄膜太陽能電池,解決其日常用電問題。
玻璃取代硅板成本相對較低
現在市場上流行的太陽能電池多為多晶硅太陽能電池,這種太陽能電池是由硅板和氮化硅組成。旭雙太陽能公司程副總說,普通的多晶硅太陽能電池對稀有材料的消耗大,成本相對更高。而非晶硅薄膜太陽能電池,用玻璃取代了硅板,“這樣既環保又經濟”。
四川大學材料科學與工程學院太陽能電池方面的專家王瑞林教授稱,太陽能電池的推廣應用,降低成本尤為重要。從原材料成本來看,采用非晶硅薄膜來作為導電膜,在制作工藝上流程更為簡單,制作成本與多晶硅、單晶硅等太陽能電池相比也相對較低。因為硅板的成本較高,這種太陽能電池用玻璃代替硅板,在成本上有很大幅度的下降。因而,非晶硅薄膜太陽能電池,成為目前最被看好的薄膜電池技術之一。
光電轉換率提高至9%~10.2%
太陽升起,第一縷陽光灑向TCO玻璃上的那一刻,太陽能電池便開始“全體總動員”,每個零部件都積極運轉開來。“可見光”落在TCO玻璃上,被非晶硅吸收,產生光生載流子,并在電場的作用之下,產生光生電壓。相當于導電離子的載流子,不停地活動,正極和負極不停地交換,就形成了電流。
在非晶硅薄膜太陽能電池上,可以看到薄膜上有均勻的橫杠,間距約1厘米。這些橫杠并不簡單,它將一塊電池變成多個子電池,這樣電流量就增大了。“沒有這些橫杠,這塊太陽能電池電壓大約只有0.5伏,我們用激光刻成一格一格后,就形成一個一個的子電池,相當于把很多子電池串聯起來。”使得一個電池板的電壓可以達到70~108伏。
程副總表示,一般來說,非晶硅薄膜太陽能電池的光電轉換率僅在6%左右,通過以上這些方法,電池的光電轉換率提高至9%~10.2%。“我們還在繼續研究,希望能夠繼續提高光電轉換率。”
陰天晴天都能發電成都下午最好
太陽能電池產生的是直流電,可我們日常生活中所使用的是交流電。這個問題,逆變器可以解決,匯流箱連接逆變器,將直流電轉換為交流電后,家用電器便可以“喝得飽飽的”,開始運轉。
程副總說,太陽能電池的安裝需要一個“斜度”,一般來說,這個斜度跟本地的緯度一致。比如在成都安裝太陽能電池,需要將電池傾斜到30°左右,以此達到最好的光能轉換效果。
太陽能電池吸收的是可見光,不管是陰天還是晴天,整個白天都可以進行光電轉換。但在成都,太陽光的最良接受范圍是2.5~3個小時,最高的時候在下午1點到3點。由于非晶硅具有很好的弱光性,不受到太陽能直射光的限制,所以在四川地區,非晶硅薄膜太陽能電池相對于其他太陽能電池具有明顯的發電優勢。
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