什么是太陽能電池，太陽能電池類型概述
來源：寶鄂實業(yè)
2019-03-31 09:08
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在薄膜太陽能電池中，光伏有源層僅有幾微米厚。與結晶硅相比，它們可以應用于各種基材，例如金屬，玻璃或塑料。原則上，即使是印刷工藝也可以實現(xiàn)最佳的批量生產(chǎn)。由于不斷發(fā)展，2014年薄膜太陽能電池已經(jīng)能夠確保占世界市場9％的份額。
用于薄膜太陽能電池的最重要的半導體材料是碲化鎘和銅銦鎵二硒化物。因此，實現(xiàn)了超過百分之二十的效率，其大致對應于由多晶硅制成的電池的效率。與硅電池相比，高溫下的電流效率不會降低，此外，薄膜太陽能電池甚至可以有效地將散射在地球大氣中的散射太陽光轉換成電能。此外，它們的重量較輕，擴展了安裝選項。
薄膜太陽能電池也可以由非晶非晶硅廉價地制造。但對這些細胞感到失望，效率目前超過百分之十。總體而言，薄膜技術仍然具有很大的優(yōu)化潛力，無論是在效率還是在降低生產(chǎn)成本方面。
具有放大鏡效果的高級鏡頭可以將更大面積的太陽光聚集到高達千倍的強度。這些鏡頭的重點是特殊的，通常是多級太陽能電池，目前正在實現(xiàn)最佳效率。到目前為止，兩個，三個或四個不同太陽能電池的堆疊已經(jīng)在彼此之上進行了測試。在電池中，使用化合物半導體，例如砷化鎵或磷化鎵銦。這些堆疊的目的是能夠盡可能多地使用完整的太陽光譜用于光伏發(fā)電。每個堆疊的電池覆蓋太陽光譜的不同區(qū)域。
多年來，研究所創(chuàng)建了聚光透鏡和堆疊電池的最佳組合。該研究所擁有508倍的陽光濃度，擁有四倍電池效率46％的世界紀錄。四個子電池中的每一個使用四分之一的光粒子，范圍從200到1750納米。然而，對于大規(guī)模生產(chǎn)，這些電池類型對于材料和生產(chǎn)成本而言太昂貴以與晶體硅競爭。然而，它們具有巨大的應用潛力，例如為衛(wèi)星供電和具有強烈陽光直射的區(qū)域。
有機太陽能電池不使用傳統(tǒng)的半導體晶體，而是使用有機化學研究主題的特殊碳氫化合物。這些太陽能電池仍處于開發(fā)階段，但具有很大的應用潛力，例如在服裝中或在透明版本中，集成到大面積的窗玻璃上。光伏有源層可以非常薄地施加在柔性塑料薄膜上。尋求在卷筒印刷中廉價的大規(guī)模生產(chǎn)。作為有機半導體，使用導電分子鏈和諸如銅酞菁的小分子。在大多數(shù)情況下，使用兩種不同的變體：吸收電子的受體層和釋放電子的供體。在它們的邊界層處，在光粒子進入正電荷和負電荷之后，載流子可以形成并被傳輸?shù)诫姌O。
隨著大量有機半導體的測試，有機太陽能電池的效率近年來已增加到高達11％。他們還不能與硅制成的太陽能電池競爭，但預計會進一步增加。同時，正在開發(fā)制造工藝以保護電池中的有機半導體免受空氣和水分分解。有機太陽能電池的開發(fā)受益于可銷售的有機發(fā)光二極管，因為在模塊中使用類似的半導體物質。
中國的新能源電動車產(chǎn)銷量又位居世界第一，這已經(jīng)是中國新能源汽車產(chǎn)銷量第四次蟬聯(lián)第一的寶座了，在新能源汽車繁榮的背后，也有眾多的配套企業(yè)隨之興起，其中動力電池的生產(chǎn)商占據(jù)了很大的市場比重，而中國同樣是世界上動力電池的生產(chǎn)大國和強國，那么動力電池的材料是什么呢？面對市場上名目繁多的新能源動力電池，他們的制造材料你懂嗎？作為新能源汽車背后的產(chǎn)業(yè)鏈條，動力電池的材料是什么？
首先從新能源汽車動力電池來說。眾所周知，現(xiàn)在市場上主流的電動汽車的動力電池來源主要有三種：分別是磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池、鉛酸電池和鎳氫電池。其中，以比亞迪為代表的汽車廠商主要使用磷酸鐵鋰電池，以日本車企豐田汽車的大部分車型則選擇了鎳氫電池，鉛酸電池主要用于低速電動車，剩余的主流電動車廠商則主要使用的是三元鋰電池。在這些繁雜的電池種類中，有的能量密度高，有的穩(wěn)定性好，有的則是使用壽命長，這些特性的不同主要取決于電池的材料不同。
其次從動力電池的材料來講。按照傳統(tǒng)物理知識來講，電池的充放電過程是化學能改變?yōu)殡姶拍艿倪^程，而這個轉換的過程就涉及到電池的正負極，所以動力電池的材料也可以分為正極材料、負極材料、電解液和隔膜。這其中，由于在動力鋰電池中，正極材料占比較大，可以達到3:1或者4:1的比列，所以正極材料的性能決定著電池的性能。
正是由于正極材料的不同，才產(chǎn)生了電池多種多樣的種類，簡言之，正極材料主要分為三元材料、磷酸鐵鋰、錳酸鋰和鈷酸鋰。這其中，三元材料主要指的是，以鎳鈷錳酸鋰和鎳鈷鋁酸鋰為代表的三種金屬復合氧化物，他們能夠充分發(fā)揮三種金屬的優(yōu)勢，電池容量較高，是動力電池主要正極材料之一，主要用于乘用車。磷酸鐵鋰則由于原材料低廉，循環(huán)性和安全性好，主要用于動力電池當中的客車和物流車。錳酸鋰資源豐富，價格便宜，安全性好，但循環(huán)性差，高溫中衰減嚴重，少量用于動力電池中。
總體來說，動力電池作為新能源汽車的重要組成部分，在整車產(chǎn)值中大約占據(jù)40%的比重，其電池材料的好壞直接決定著新能源汽車的性能，我們在選擇新能源汽車的時候，既要注重性價比，又要注重駕駛體驗，更要注重電池的好壞。
