薄膜太陽能電池的工作原理是什么?它有哪些發(fā)展前景?
薄膜太陽能電池工作原理
薄膜太陽能電池模塊是由玻璃基板、金屬層、透明導(dǎo)電層、電器功能盒、膠合材料、半導(dǎo)體層等所構(gòu)成的。在化學(xué)電池中,化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苁强侩姵貎?nèi)部自發(fā)進行氧化、還原等化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果,這種反應(yīng)分別在兩個電極上進行。負極活性物質(zhì)由電位較負并在電解質(zhì)中穩(wěn)定的還原劑組成,如鋅、鎘、鉛等活潑金屬和氫或碳氫化合物等。正極活性物質(zhì)由電位較正并在電解質(zhì)中穩(wěn)定的氧化劑組成,如二氧化錳、二氧化鉛、氧化鎳等金屬氧化物,氧或空氣,鹵素及其鹽類,含氧酸及其鹽類等。電解質(zhì)則是具有良好離子導(dǎo)電性的材料,如酸、堿、鹽的水溶液,有機或無機非水溶液、熔融鹽或固體電解質(zhì)等。
當(dāng)外電路斷開時,兩極之間雖然有電位差(開路電壓),但沒有電流,存儲在電池中的化學(xué)能并不轉(zhuǎn)換為電能。當(dāng)外電路閉合時,在兩電極電位差的作用下即有電流流過外電路。同時在電池內(nèi)部,由于電解質(zhì)中不存在自由電子,電荷的傳遞必然伴隨兩極活性物質(zhì)與電解質(zhì)界面的氧化或還原反應(yīng),以及反應(yīng)物和反應(yīng)產(chǎn)物的物質(zhì)遷移。電荷在電解質(zhì)中的傳遞也要由離子的遷移來完成。因此,電池內(nèi)部正常的電荷傳遞和物質(zhì)傳遞過程是保證正常輸出電能的必要條件。
薄膜太陽能電池具有優(yōu)異的耐濕熱性及耐嚴(yán)寒性,其大跨度的環(huán)境適應(yīng)性使其在全球范圍內(nèi)受到了各地區(qū)客戶的好評與青睞。無論是寒冷干燥的歐洲高緯地帶,還是酷熱潮濕的赤道地區(qū),薄膜太陽能電池大規(guī)模成功應(yīng)用的項目數(shù)不勝數(shù),并且可以保證20年以上的戶外使用壽命。
薄膜太陽能電池的發(fā)展前景
可以預(yù)見的是,未來薄膜太陽能電池在降低成本方面的巨大潛力,使其在光伏應(yīng)用中占有不可輕視的地位。目前功率型應(yīng)用主要集中在三個方面:傳統(tǒng)的商業(yè)化應(yīng)用市場,如通信、交通信號和管網(wǎng)保護等;邊遠地區(qū)的供電系統(tǒng)和并網(wǎng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)。僅從目前各國公布的已實施和正在實施的光伏應(yīng)用計劃,就提供了巨大的市場機會,可夠目前全世界各種光伏電池廠生產(chǎn)10年以上。
硅基薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)屬高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),其發(fā)展和壯大需要堅持不懈的努力和政府強有力的政策支持。希望國家制定更加有效的措施和規(guī)劃,在政策導(dǎo)向、財政、稅收等方面給予高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)更大的支持與保護,以促進我國硅基薄膜電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與技術(shù)進步,迎接國際的挑戰(zhàn)。
薄膜太陽能電池由于理論效率高、材料消耗少、制備能耗低等被稱為第二代太陽能電池技術(shù)。尤其是在柔性襯底上制備的薄膜電池,具有可卷曲折疊、不怕摔碰、重量輕、弱光性能好等優(yōu)勢,未來應(yīng)用前景廣闊。












