1 CIGS 薄膜電池的低成本優(yōu)勢(shì)所在,相對(duì)于晶硅電池材料成本便宜
薄膜電池相對(duì)于晶硅電池最大的優(yōu)勢(shì)在于成本,在前幾年多晶硅價(jià)格處于高位的時(shí)候,薄膜電池的成本優(yōu)勢(shì)更為明顯。通過我們前面的分析也可以看出,即使在近期多晶硅大幅下降的情況下,薄膜電池的成本優(yōu)勢(shì)依然明顯。
CIGS 薄膜電池具備相對(duì)于晶硅電池的成本優(yōu)勢(shì),CIGS 電池采用了廉價(jià)的玻璃做襯底,采用濺射技術(shù)為制備的主要技術(shù),這樣Cu,In,Ga,Al,Zn 的耗損量很少。而對(duì)大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)而言,如能保持比較高的電池的效率,電池的價(jià)格以每瓦計(jì)算會(huì)比相應(yīng)的單晶硅和多晶硅電池的價(jià)格低得多。
另外,我們前面一直討論的是光伏電站的初始建站成本,實(shí)際薄膜電池的弱光效應(yīng)是其由于晶硅電池的另一大優(yōu)勢(shì)。薄膜電池因?yàn)槠淙豕庑?yīng)好,每天工作時(shí)間遠(yuǎn)高于晶硅電池的工作時(shí)間,這補(bǔ)足了其發(fā)光效率相對(duì)較低的不足。
2 相對(duì)于其他薄膜電池,CIGS 薄膜電池轉(zhuǎn)化效率高
市場(chǎng)一直對(duì)薄膜電池的轉(zhuǎn)化效率較低頗有擔(dān)憂。CIGS 是目前所推廣的薄膜電池中轉(zhuǎn)化效率最高的,目前實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到19.9%。CIS 有很高的吸收率,在材料的第一微米可以吸收99%的可見光,所以是很有效的光伏材料。增加少量的鎵可以增加它的光吸收能帶,使它更貼近太陽光譜,改善光伏電池的電壓和效率。禁帶寬度適于太陽光的光電轉(zhuǎn)換;容易形成固溶體以控制禁帶寬度的特點(diǎn)。此外由于高吸光效率(α>104~105 ㎝-1),所需光電材料厚度不需超過1μm,99%以上的光子均可被吸收。
3 相對(duì)于其他薄膜電池,性能穩(wěn)定,無衰退
硅基薄膜電池的不穩(wěn)定性集中體現(xiàn)在其能量轉(zhuǎn)換效率隨輻照時(shí)間的延長(zhǎng)而變化,直到數(shù)百或數(shù)千小時(shí)后才穩(wěn)定。而沒有光致衰退效應(yīng)(SWE)的半導(dǎo)體材料,光照會(huì)提高 CIS 的轉(zhuǎn)換效率,因此此類太陽能電池的工作壽命長(zhǎng)。無衰退是薄膜太陽能電池最為關(guān)注的性能指標(biāo),單結(jié)非晶硅薄膜電池的衰退達(dá)到 25%,非晶微晶疊層薄膜電池的衰退為 10%左右。CIS 薄膜電池沒有光致衰退效應(yīng),只可能出現(xiàn)由于不良封裝技術(shù)導(dǎo)致的不到10%的衰退影響,這一特點(diǎn)和晶硅電池相同。
多年戶外試驗(yàn)表明 CIGS 薄膜太陽電池及其光伏組件具有非常優(yōu)秀的穩(wěn)定性。Siemens 太陽能公司對(duì) CIS 組件進(jìn)行了 8 年的戶外測(cè)試,結(jié)果除了 1989-1990 年更換模擬器時(shí)電池效率稍有變動(dòng)以外,其他時(shí)間電池的平均效率基本不變甚至有所增加。近年日本Showa Shell 公司對(duì)11 kW 的CIGS 電池方陣進(jìn)行了戶外測(cè)試,測(cè)試時(shí)間持續(xù) 3 年,結(jié)果表明 CIGS 組件的效率沒有發(fā)現(xiàn)任何的衰減,再次證明了CIGS 電池的穩(wěn)定性。
4 最適合BIPV 的應(yīng)用