1 CIGS 薄膜電池的低成本優(yōu)勢所在,相對于晶硅電池材料成本便宜
薄膜電池相對于晶硅電池最大的優(yōu)勢在于成本,在前幾年多晶硅價格處于高位的時候,薄膜電池的成本優(yōu)勢更為明顯。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)勢依然明顯。
CIGS 薄膜電池具備相對于晶硅電池的成本優(yōu)勢,CIGS 電池采用了廉價的玻璃做襯底,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,電池的價格以每瓦計算會比相應(yīng)的單晶硅和多晶硅電池的價格低得多。
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。薄膜電池因為其弱光效應(yīng)好,每天工作時間遠(yuǎn)高于晶硅電池的工作時間,這補足了其發(fā)光效率相對較低的不足。
2 相對于其他薄膜電池,CIGS 薄膜電池轉(zhuǎn)化效率高
市場一直對薄膜電池的轉(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,目前實驗室轉(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。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)換效率隨輻照時間的延長而變化,直到數(shù)百或數(shù)千小時后才穩(wěn)定。而沒有光致衰退效應(yīng)(SWE)的半導(dǎo)體材料,光照會提高 CIS 的轉(zhuǎn)換效率,因此此類太陽能電池的工作壽命長。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,這一特點和晶硅電池相同。
多年戶外試驗表明 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 CIS 組件進(jìn)行了 8 年的戶外測試,結(jié)果除了 1989-1990 年更換模擬器時電池效率稍有變動以外,其他時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11 kW 的CIGS 電池方陣進(jìn)行了戶外測試,測試時間持續(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