晶硅電池與薄膜電池的優(yōu)勢詳細分析
一、弱光性好,發(fā)電量多。
非晶微晶疊層結構設計可使光譜響應從可見光擴展到紅外線區(qū)域,較晶體硅具有更加寬頻的光譜能量吸收效應,使電池在弱光環(huán)境或散射光、陰、云、雨天環(huán)境條件下,也能發(fā)電。視地區(qū)光照條件差異,比晶硅電池在相同功率的裝機容量情況下可多發(fā)出8~17%的電量。
同時疊層設計較傳統(tǒng)非晶硅單接電池大大提高了光電轉化效率,目前國際上可以達到10%左右。漢能光伏利用自主知識產權研制的新一代非晶/微晶硅疊層薄膜太陽能電池的光電轉化效率已經可以達到10~12%的水平,是同類產品國際上具有最高光電轉換效率的太陽能電池商業(yè)產品。
? ? ? ?晶硅電池電池結構圖
二、高溫適應性好。
薄膜電池還具有相比晶硅電池更低(僅為晶硅的一半)的耐高溫衰減系數(shù)、所以更適合于高溫、沙漠及潮濕地區(qū)嚴苛條件下的應用環(huán)境特性,表現(xiàn)出耐高溫,耐潮濕的品質穩(wěn)定性。
三、能源回收期短。
太陽能電池實現(xiàn)薄膜化后工藝后,薄膜電池的材料制備和電池同時形成,因此節(jié)省了許多流程工序,確保了品質穩(wěn)定和一致性,并極大地節(jié)省昂貴的半導體材料。同時薄膜太陽能電池采用低溫工藝技術,不僅有利于節(jié)能降耗,而且便于使用廉價襯底(玻璃,不銹鋼等)。使得薄膜電池能量回收期最短,約1年,而晶體硅電池則要2.5~3年。
四、應用范圍廣
薄膜太陽能電池根據(jù)需要制作成不同的透光率,代替玻璃幕墻,既有漂亮的外觀、能發(fā)電,又能很好地阻擋外部紅外線進入和內部熱能散失,而且基本不受安裝角度局限,發(fā)電功率受陰影影響較小。由于弱光效應,以及對安裝角度要求不強,既適合于強光,直射光,也適合散射光和反射光,在金太陽示范工程和光電建筑一體化項目應用上較晶體硅具有無可比擬的潛力和優(yōu)越性。
除上述特點外,硅基薄膜電池相對CIGS和CdTe等化合薄膜太陽能電池,不存在原材料稀缺(CIGS需要銦,為稀缺金屬),也沒有毒性污染(CdTe中有鎘,為有毒物質)等缺陷。因此,雖然硅基薄膜的轉換效率相比CIGS和CdTe略低,但其制造成本低,易于操作,目前產業(yè)化程度最高。
1、安裝范圍及前瞻性對比
薄膜光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝安裝范圍更廣,可以適用于光伏建筑一體化,類似于玻璃幕墻,晶硅光伏發(fā)電由于組件笨重,硅片易碎,安裝范圍大大縮小,薄膜光伏發(fā)電組件是趨于第二代光伏組件產品,目前國外技術都在致力于研究發(fā)展薄膜光伏,且漢能并購了國外兩大先進技術的薄膜公司,國內今后幾年,最先進薄膜技術將由漢能發(fā)起內里光伏發(fā)電技術革命。
2、組件衰減及重量對比
目前晶硅光伏組件實際衰減較快,理論上晶硅光伏組件宣傳25年總衰減率為20%,但實際前三年衰減率就超過了10%,品質質量嚴重偏差,相同面積組件重量偏重,實際壽命只有十年左右;為了第二代光伏發(fā)電產品,薄膜組件在衰減性方面遠遠超過了晶硅光伏組件產品,實際組件壽命更長。
3、單位面積投資成本對比
目前人們對晶硅光伏發(fā)電產生了一個誤區(qū),認為多晶硅光伏系統(tǒng)單位面積光電轉化效率高于薄膜光伏組件單位面積的轉化率,但實際這個光電轉化率作用對于投資回報這塊無太大作用。舉例說明一下,1萬平方米屋頂光伏電站多晶硅光伏系統(tǒng)可裝機容量為1MW,薄膜裝機容量為0.7MW,1萬平方米多晶硅光伏系統(tǒng)總造價為950萬,薄膜光伏系統(tǒng)總造價為756萬,由此可見,單位面積電站投資多晶硅反而更高。
4、發(fā)電量對比
單位功率相同情況下,晶硅與薄膜發(fā)電量是大致相同的,年均1MW發(fā)電量約為95萬度電。
5、系統(tǒng)后期維護對比
薄膜電池采用雙層透明玻璃封裝,一般不需要維護下雨就可以清洗干凈,兩層結構一致不易損壞。晶硅電池表層采用的毛玻璃易堆積灰塵需要定期清理,底層采用的是TPT壓層與表層的收縮系數(shù)不一致容易導致?lián)p壞 為此,投資光伏電站多晶硅反而投資金額量大,風險很大,作為示范性項目,選著薄膜光伏電站是最合適的選擇。
薄膜電池結構圖
陽能光伏發(fā)電發(fā)電過程簡單,沒有機械轉動部件,不消耗燃料,不排放包括溫室氣體在內的任何物質,無噪聲、無污染;太陽能資源分布廣泛且取之不盡、用之不竭。因此,與風力發(fā)電、生物質能發(fā)電和核電等新型發(fā)電技術相比,光伏發(fā)電是一種最具可持續(xù)發(fā)展理想特征(最豐富的資源和最潔凈的發(fā)電過程)的可再生能源發(fā)電技術,具有以下主要優(yōu)點。
①太陽能資源取之不盡,用之不竭,照射到地球上的太陽能要比人類目前消耗的能量大6000倍。而且太陽能在地球上分布廣泛,只要有光照的地方就可以使用光伏發(fā)電系統(tǒng),不受地域、海拔等因素的限制。
②太陽能資源隨處可得,可就近供電,不必長距離輸送,避免了長距離輸電線路所造成的電能損失。
③光伏發(fā)電的能量轉換過程簡單,是直接從光能到電能的轉換,沒有中間過程(如熱能轉換為機械能、機械能轉換為電磁能等)和機械運動,不存在機械磨損。根據(jù)熱力學分析,光伏發(fā)電具有很高的理論發(fā)電效率,可達80%以上,技術開發(fā)潛力巨大。
④光伏發(fā)電本身不使用燃料,不排放包括溫室氣體和其它廢氣在內的任何物質,不污染空氣,不產生噪聲,對環(huán)境友好,不會遭受能源危機或燃料市場不穩(wěn)定而造成的沖擊,是真正綠色環(huán)保的新型可再生能源。
⑤光伏發(fā)電過程不需要冷卻水,可以安裝在沒有水的荒漠戈壁上。光伏發(fā)電還可以很方便地與建筑物結合,構成光伏建筑一體化發(fā)電系統(tǒng),不需要單獨占地,可節(jié)省寶貴的土地資源。
⑥光伏發(fā)電無機械傳動部件,操作、維護簡單,運行穩(wěn)定可靠。一套光伏發(fā)電系統(tǒng)只要有太陽能電池組件就能發(fā)電,加之自動控制技術的廣泛采用,基本上可實現(xiàn)無人值守,維護成本低。
⑦光伏發(fā)電系統(tǒng)工作性能穩(wěn)定可靠,使用壽命長(30年以上)。晶體硅太陽能電池壽命可長達20~35年。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中,只要設計合理、選型適當,蓄電池的壽命也可長達10~15年。
⑧太陽能電池組件結構簡單,體積小、重量輕,便于運輸和安裝。 光伏發(fā)電系統(tǒng)建設周期短,而且根據(jù)用電負荷容量可大可小,方便靈活,極易組合、擴容。
太陽能電池是一種大有前途的新型電源,具有永久性、清潔性和靈活性三大優(yōu)點。太陽能光伏發(fā)電與火力發(fā)電、核能發(fā)電相比,太陽能電池不會引起環(huán)境污染;太陽能電池可以大中小并舉,大到百萬千瓦的中型電站,小到只供一戶用電的獨立太陽能發(fā)電系統(tǒng),這些特點是其他電源無法比擬的。