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非晶硅薄膜太阳能电池

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非晶硅薄膜太阳能电池 前言 n薄膜太阳能电池分类 n薄膜太阳能电池用导电银胶银浆 n太阳能电池的未来市场需求 n为何要发展薄膜非晶硅太阳电池 n非晶硅太阳电池的发展及趋势 n非晶硅薄膜太阳能电池的优点 n非晶硅薄膜太阳能电池存在的问题 n非晶硅薄膜太阳能电池的主要市场 n世界主要非晶硅太阳电池生产厂家 n中国非晶薄膜电池产业现状及存在问题 n薄膜太阳能电池的大概成本 *1 前言 n新能源和可再生能源是21世纪世界经济发展中最具决定性影响的技术 领域之一。光伏电池是一种重要的可再生能源,既可作为独立能源, 亦可实现并网发电,而且是零污染排放。 n硅太阳能电池由于成本原因,最初只能用于空间,随着技术发展和工 艺成熟,应用也逐步扩大。面对今天的能源供应状况和日益严重的环 境污染,以至危及人类自身生存的现实,开发新能源和可再生能源的 理念已被世界各国广泛接受。 n大力发展薄膜型太阳能电池不失为当前最明智的选择,但也有其不利 的一面,为何如此而言请听下面分解。 Date2 薄膜太阳能电池分类 n非晶硅薄膜太阳能电池 n微(多)晶硅薄膜太阳能电池 n铜铟硒薄膜太阳能电池 n铜铟镓硒薄膜太阳能电池 n碲化隔薄膜太阳能电池 n染料敏化薄膜太阳能电池 n有机薄膜太阳能电池 n其他 Date3 薄膜太阳能电池用导电银胶银浆(一) n太阳能电池导电银胶导电银浆型号及用途 nUNINWELL国际作为世界高端光电胶粘剂的领导品牌,公司以“您身边的高端光电粘 结防护专家”为服务宗旨。公司开发的导电银胶、导电银浆、红胶、底部填充胶、 TUFFY胶、LCM密封胶、UV胶、各向异性导电胶、太阳能电池导电浆料等九大系 列光电胶粘剂具有最高的产品性价比,公司在全球拥有近百家世界五百强客户。最 近,UNINWELL国际与上海常祥实业强强联合,共同开发中国高端光电胶粘剂市场 。 UNINWELL国际是全球贴片胶产品线最齐全的生产企业,其产品性能优异,剪切 力强,流变性也很好,并且吸潮性低,适用于LED、大功率LED、LED数码管、LCD、 TR、IC、COB、PCBA、EL冷光片、显示屏、晶振、石英谐振器、晶体管、太阳能 电池、光伏电池、蜂鸣器、陶瓷电容等各种电子元件和组件的封装以及粘结等。电 子元器件、集成电路、电子组件、电路板组装、液晶模组、触摸屏、显示器件、照 明、通讯、汽车电子、智能卡、射频识别、电子标签、太阳能电池等领域。 n为了更好的为尊崇的您提供优质服务,公司在深圳、北京、成都、苏州等地有设有 分支机构。 nBQ-6668系列 可以在80度的温度下2.5分钟固化,属于世界首创,极大提供生产效 率。主要用于对热敏感的部件的粘结导通。 nBQ-6770、6771系列 此产品系列为中、低温快固型导电银胶,用于触摸屏引线的 粘接,具有很好的导电和粘结性能,对PET、PC等薄膜具有特强的粘合力及可挠性 (抗弯曲)。 nBQ-6775系列,可以在50度的温度下30分钟固化,用于不能耐高温的场合。 nBQ-6776系列,为高温快速固化,可以在180度的温度下30秒快速固化,极大提高 工作效率。 nBQ-6778系列,可以在80度的温度下30分钟固化,极大提供生产效率。 Date4 薄膜太阳能电池导电银胶银浆(二) nBQ-6880系列 双组分,A:B=1:1; 电子线路的修补粘接和导电电热,如薄膜开 关粘结、电极引出、跳线粘结、导线粘结、ITO粘结、电路修补、电子线路引出及 射频元件的粘接,也适用于电子显微镜台上器件粘结,也可用于金属与金属间的粘 结导电、细小空间的灌注等用途。特别适合非晶硅薄膜太阳能电池用。 nBQ-6883系列 常温快速固化型;此系列为单组份导电银胶,可以在常温下最快5分 钟完全固化,能极高提高生产效率;有的产品也可以分别在1小时、2小时、4小时 、8小时完全固化。 n999-200系列,高温快速固化,200度20秒就能固化,极大生产提高效率。 n999-120系列,中温固化,特别适合燃料敏化二氧化钛太阳能电池用。具有很好导 通效果和附着力,很好的丝网印刷性,很高的性价比。 n999-80系列,低温快速固化,对各种材质的薄膜太阳能电池基材都很很好的粘结性 能,具有很好的导通粘结效果,极好的丝印效果。 n999-50系列,可以在50度的温度下快速固化,同时具有很好的粘结效果和导通效果 。 nBQ-6889低温固化型;良好的导电性,优良的可焊接性,粘结力强,性能稳定,极 好的丝印效果;太阳能电池、光伏电池(FV)背电极专用。也可用于电池的引出电 极和太阳能电池硅片上的修补导电线路。 nBQ-6999系列,UV紫外线光固化型导电银胶,可以广泛应用于热敏器件和不需要加 热固化的部件的粘接导通,特别适用于大规模流水线作业。 n Date5 太阳能导电银胶适用范围 n我们提供的系列低温快固银浆、银浆可以应用于 以下类型的太阳能电池的电极引出和制作: n一、铜铟镓硒(CIGS)系薄膜太阳能电池 n二、染料敏化二氧化钛(DSSC色素增感)型太阳 能电池 n三、碲化镉(CdTe)系薄膜太阳能电池 四、砷化镓(GaAs)系薄膜太阳能电池 五、硒铟铜(CIS)系薄膜太阳能电池 六、聚合物多层修饰电极型太阳能电池 七、纳米晶化学太阳能电池 八、非晶硅薄膜(a-Si thin film)太阳能电池 n九、多晶硅薄膜(poly-Si thin film)太阳能电池 Date6 太阳能电池的未来市场需求 n进入21世纪以来,全球范围内对太阳能电池的需求 快速增长,每年以40%以上的速度递增。国内外也 分别实施了上网电价补贴法,进一步促这一产业的 增长步伐。 n中国已于2005年通过了“可再生能源法”2006年将 采用“一案一议”的办法实施上网电价补贴法。可以 预计,世界范围内光伏产业的新的可持续发展阶段 即将到来。表1列出了到2030年世界光伏市场的年 需求量。到2010年,年需求量为14000兆瓦,而目 前,全世界光伏工业的总产能约为1500兆瓦,在4 年内要达14000兆瓦,可见其发展速度十分惊人。 Date7 表1 国际光伏市场需求及预测 年 国别 2000201020202030 美国(GWp) 0.142.136200 欧洲(GWp) 0.153.041200 日本(GWp) 0.254.830205 总计(GWp) 1.014.02001850 Date8 为何要发展非晶硅薄膜太阳电池? n光伏工业的高速发展和关键原材料高纯硅短缺的矛盾 n按照目前全世界年产1500兆瓦晶体硅太阳能,约需16500吨高纯硅,近几 年全世界高纯硅的产能仅为25000吨,70%左右回用于制造集成电路,二 极管,三极管等半导体器件,绝对满足不了光伏工业的需求,供需矛盾十 分突出,并导致全球范围内高纯硅从25美元/公斤上升至200美元/公斤以 上,使得2003年前国际市场每瓦太阳能电池2美元左右上升到3.5美元。 n中国情况更加严重,市场价达到人民币33元,且有价无市。这一情况在3- 5年内是得不到根本解决的,必定会严重影响光伏产业的健康发展。 n提高单位硅材料的发电量,现在存在转换效率,成品率的制约。此2项技 术是否能突破,直接影响其与其他薄膜太阳能电池的竞争。但硅材短缺问 题要从根本上解决十分困难。 Date9 非晶硅太阳电池的起源 n非晶硅薄膜太阳能电池由Carlson和Wronski在20世纪70年代中期开发成功 ,80年代其生产曾达到高潮,约占全球太阳能电池总量的20%左右,但由 于非晶硅太阳能电池转化效率低于晶体硅太阳能电池,而且非晶硅太阳能电 池存在光致衰减效应的缺点:光电转换效率会随着光照时间的延续而衰减, 其发展速度逐步放缓。 n目前非晶硅薄膜太阳能电池产量占全球太阳能电池总量的10%左右。但由 于晶体硅的短缺及价格上涨将是长期存在的事实,即使晶体硅瓶颈突破,能 源节省优势仍然能保障非晶硅太阳能电池的生存空间。 Date10 非晶硅薄膜太阳能电池的优点 n低成本 n能量返回期短 n大面积自动化生产 n高温性好 n弱光响应好(充电效率高) n其他 Date11 n低成本 n单结晶硅太阳电池的厚度0.5um。 n主要原材料是生产高纯多晶硅过程中使用的硅烷,这种气体,化学工业 可大量供应,且十分便宜,制造一瓦非晶硅太阳能电池的原材料本约 RMB3.5-4(效率高于6%) n且晶体硅太阳电池的基本厚度为240-270um,相差200多倍,大规模生产 需极大量的半导体级,仅硅片的成本就占整个太阳电池成本的65-70%, 在中国1瓦晶体硅太阳电池的硅材料成本已上升到RMB22以上。 n从原材料供应角度分析,人类大规模使用阳光发电,最终的选择只能是 非晶硅太阳电池及其它薄膜太阳电池,别无它法! Date12 n能量返回期短 n转换效率为6%的非晶硅太阳电池,其生产用电约1.9度电/瓦,由它发电 后返回的时间约为1.5-2年,这是晶硅太阳电池无法比拟的。 n大面积自动化生产 n目前,世界上最大的非晶硅太阳电池是Switzland Unaxis的KAI-1200 PECVD 设备生产的1100mm*1250mm单结晶非晶硅太阳电池,起初是效率 高于9%。其稳定输出功率接近80W/片。 n商品晶体硅太阳电池还是以156mm*156mm和125mm*125mm为主。 Date13 n短波响应优于晶体硅太阳电池 n上海尤力卡公司曾在中国甘肃省酒泉市安装一套6500瓦非晶硅太阳能电 站,其每千瓦发电量为1300KWh,而晶体硅太阳电池每千瓦的年发电量约 为1100-1200KWh。非晶硅太阳电池显示出其极大的使用优势。下图为该 电站的现场照片,第一代非晶硅太阳电池的以上优点已被人们所接受。 2003年以来全世界太阳能市场需求量急剧上升,非晶硅太阳电池也出现 供不应求的局面。 Date14 非晶硅太阳能电池存在的问题 n效率较低 n单晶硅太阳能电池,单体效率为14%-17%(AMO),而柔性基体非晶硅太阳 电池组件(约1000平方厘米)的效率为10-12%,还存在一定差距。 n相同的输出电量所需太阳能电池面积增加,对于对太阳能电池占地面积 要求不高的场合尤其适用,如农村和西部地区。 n我国目前尚有约28000个村庄、700万户、大约3000万农村人口还没有用 上电, 60%的有电县严重缺电;光致衰减效应也可在电量输出中加以考 虑,我们认为以上缺点已不成为其发展的障碍,非晶硅太阳能电池已迎 来新的发展机遇。 Date15 n稳定性问题 n非晶硅太阳能电池的光致衰减,所谓的W-S效应,是影响其大规模 生产的重要因素。目前,柔性基体非晶硅太阳能电池稳定效率已 超过10%,已具备作为空间能源的基本条件。 n成本问题 n非晶硅太阳能电池投资额是晶体硅太阳能电池的5倍左右,因此项 目投资有一定的资金壁垒。且,成本回收周期较长,昂贵的设备 折旧率是大额回报率的一大瓶颈。 Date16 非晶硅太阳电池的市场 n大规模地成本发电站 n1996年美国APS公司在美国加州建了一个400千瓦的非晶硅电站,引起光伏 产业振动。 nMass公司(欧洲第三大太阳能系统公司)去年从中国进口约5MWp的非晶硅 太阳能电池。 n日本CANECA公司年产25MWp的非晶硅太阳能电池大部分输往欧洲建大型发 电站(约每座500KWp-1000KWp)。 n德国RWESCHOOTT公司也具有30MWp年产量,全部用于建大规模太阳能电站 。 Date17 n与建筑相配合,建造太阳能房 n非晶硅太阳能电池可以制成半透明的,如作为建筑的一部分,白天既 能发电又能使部分光线透过玻璃进入室内,为室内提供十分柔和的照 明(紫外线被滤掉)能挡风雨,又能发电;美国,欧洲和日本的太阳能电 池厂家已生产这种非晶硅瓦。 Date18 n太阳能照明光源 n由于非晶硅太阳能电池的技术优势,同样功率的非晶硅太阳能灯具,其照 明时间要比晶体硅太阳能路灯的照明时间长20%,而其成本每瓦要低约10 元人民币。上海尤利卡公司于2003年-2005年已为松江区的太阳能路灯提 供了400多个非晶硅太阳能路灯电源,其冬天的发电效果明显优于晶体硅 。 n弱光下使用 n由于非晶硅太阳能电池在室内弱光下也能发电,已被广泛用于太阳能钟, 太阳能手表,太阳能显示牌等不直接受光照等场合下。 Date19 世界主要非晶硅太阳电池生产厂家 n MWp/年 生产品种 n日本kaneka 25 910*910mm电池组件 ,玻璃衬底 n德国RWE Schottsolar 30 最大组件100*605mm,玻璃衬底 n日本三菱电机 10 玻璃衬底非晶太阳电池 n日本富士通 10 聚合物为衬底柔性非晶太阳电池 n日本TDK 5 不锈钢为衬底,效率高于8% n日本三洋太阳能 5 聚酰亚胺为衬底,效率高于8.5% n美国ECD 15 研究单位 n美国联合太阳能 25 不锈钢,聚酰亚胺为衬底,效率高于10% n英国Intersolar 5 305*915mm玻璃衬底,效率大于7% n德国Esole 明年投产,约40MWp生产线 Date20 中国非晶硅太阳电池产业现状及存在问题 n目前中国已有的非晶硅太阳能电池生产线 n存在问题:产量少;效率低;稳定性差;面积小;外观不均匀。 序号 单位名称产能备注 1天津津能5MWp 2哈尔滨克罗拉太阳 能 1MWp 3深圳拓日1 4深圳创益1 5深圳日月潭1 6北京世华筹建中 7泉州筹建中 Date21 薄膜太阳能的大概成本 n自主大规模生产技术 n自主核心设备技术 *PECVD/溅射设备/专用激光/APCVD 高效率大面积低成本生产实现每瓦USD1的目标 下表为年产20MWp生产线非晶硅电池组件的成本,稳定效率〉6%,组件面积100mm*100mm 材料各种 气体 5mm浮法玻 璃及导电膜 电极材料及 封装材料 工具五金材 料 备品 备件 其它 材料 劳防用品其它 每瓦 成本( 元/瓦 ) 3.71 2.67 3.910.0350.050.310.02 0.013.12 小 计 12.58 Date22 声明 nUninwell和Breakover-quick均为Uninwell International之注册商标。未经Uninwell International允许其他任何厂商和个人不 得使用。 n本产品样本中提供的技术参数仅供参考, 它们会随不同的工况条件,如设备类型、 材质、工艺条件等改变。 n如有需要薄膜太阳能电池用导电银胶银浆 请致电:8621-54830212垂询 Date23
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