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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度的要求,CdTe薄膜太陽電池通常以CdS/CdTe異質結為基礎。人們預計其理論轉換效率可達27%,這些特點使CdTe成為制備效率高太陽電池的較佳材料。
由于此類電池的吸收層吸收光線能力很強,其接受陽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,要點要求光線透過能力。因此可以使用ITO玻璃作為前電較。同時,碲化鎘電池多數制作工藝中要求TCO玻璃處于高溫狀態下,所以要求TCO玻璃膜層經高溫處理后膜層的導電性能不衰減或少衰減。在線APCVD方式生產的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)薄膜太陽電池具有生產成本低、污染小、不衰退、弱光性能好等顯著特點,光電轉換效率居各種薄膜太陽電池之首,接近于晶體硅太陽電池,而成本只是它的三分之一,被稱為下一代非常有前途的新型薄膜太陽電池,是近幾年研究開發的熱點。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,還會讓陽光順利通過此層到達CIGS光吸收層;較后鍍上金屬導線,即構成一個銅銦鎵硒薄膜太陽能電池。
從此類電池的典型結構可知,其接收陽光面的玻璃不需要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
聚光光伏發電技術是用比較便宜的聚光器來部分代替昂貴的太陽電池,以減少給定功率所需的電池面積來降低成本,系統中太陽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、效率更高而價格較貴的電池來提高整個系統的性能。同時,通過聚光器而使非常大面積的陽光匯聚在一個較小的范圍內,并將太陽能電池置于光斑或光帶上,以增加光強,克服太陽輻射能流密度低的缺點,可以獲得更多的電能輸出。聚光光伏發電系統由聚光太陽能接收器、聚光鏡、太陽跟進機構組成。聚光器依光學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
在聚光技術中,折射透鏡主要使用菲涅耳透鏡,這種透鏡具有質量輕、厚度薄的特點,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農業生產體系玻璃(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,這種透鏡具農業生產體系械強度高、抗腐蝕、耐老化等特點,并且光學效率大于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,能長時間耐風沙等惡劣環境考驗,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,晶體硅行業正在努力降低成本,有的實驗室技術能降低近70%。如能實現,將對薄膜電池所使用TCO玻璃是一個挑戰。另外,柔性薄膜電池發展迅速,使用范圍廣泛,也會對玻璃基材造成非常大的沖擊。因此,產業鏈的上下游企業有必要形成供需企業聯合,協作創造效益的局面。中國已經成為世界上非常大的玻璃生產國和光伏電池生產國。因此,在光伏玻璃生產企業與光伏電池生產企業之間,應著力創造一條技術溝通的紐帶,電池企業提出玻璃的技術需求,玻璃企業進行技術攻關,再由前者進行測試反饋,充分發揮各自不同的優勢,從而提高企業的核心競爭力和整個行業的科技創新水平。
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