鋰電世界 太陽能光伏電池通常用晶體硅或薄膜材料制造,前者由切割、鑄錠或者鍛造的方法獲得,后者是一層薄膜附著在低價的襯背上。目前市場生產(chǎn)和使用的太陽能光伏電池大多數(shù)是用晶體硅材料制作的,2006 年占93%左右;未來發(fā)展的重點可能是薄膜太陽電池,它因用材少、重量小、外表光滑、安裝方便而更具發(fā)展?jié)摿Α5壳翱梢姷?——10 年內(nèi),晶體硅仍是市場主流。據(jù)預(yù)測,到2030 年將占整體太陽能電池份額的30%以上,從而與晶體硅太陽能電池平分秋色。
1999 年非晶硅電池占12%,隨后逐年下降,到2005 維持在4%。1998 年多晶硅電池超過單晶硅,至今為止保持第一位,從2001 年開始大于市場份額的50%。整個晶體硅電池大于市場的90%,占市場的主導(dǎo)地位。
晶體硅仍是當(dāng)前太陽能光伏電池的主流。雖然從技術(shù)上講,晶體硅并不是最佳材料,但它易于獲取,適用的技術(shù)與電子工業(yè)相同。晶體硅電池大規(guī)模生產(chǎn)可獲得20%的轉(zhuǎn)換效率。
除效率外,電池的厚度也很重要。薄的硅片(wafer)意味著較少的硅材料消耗,從而降低成本。硅片的平均厚度已從2003 年的0.23mm 減小到2007 年的0.18mm。同時,平均效率從14%提升到16%。預(yù)計到2010 年,硅片厚度將減小到0.15mm,效率提升到17.5%。
薄膜光伏電池(Thin film)薄膜太陽電池是在廉價的玻璃、不銹鋼或塑料襯底上附上非常薄的感光材料制成,比用料較多的晶體硅技術(shù)造價更低,其價格優(yōu)勢可抵消低效率的問題。目前已商業(yè)化的薄膜光伏電池材料有三種:非晶硅 (a-Si)、銅銦硒(CIS, CIGS) 和碲化鎘(CdTe),它們的厚度只有幾微米。硅的暫時短缺為薄膜技術(shù)擴大市場份額帶來了機會。歐洲能源協(xié)會預(yù)測,到2010 年,薄膜光伏電池將占到光伏組件的20% 。
由于多晶硅材料的供不應(yīng)求所帶來的高價格問題,晶體硅電池成本長期處于高位,業(yè)內(nèi)一直通過提升電池轉(zhuǎn)換效率、降低硅片切割厚度等技術(shù)來降低成本。與此同時,薄膜電池作為第二代太陽能電池逐漸受到行業(yè)關(guān)注并增長迅速。從目前的市場構(gòu)成來看,晶體硅電池是目前太陽能光伏電池的主流。2007 年晶體硅電池占到90%左右,薄膜電池中非晶硅基電池的比例較高。根據(jù)Solarbuzz 發(fā)布的最新數(shù)據(jù)顯示,全球薄膜太陽能電池產(chǎn)量由2006 年的181MW 提升到07 年400MW,同比增長1.1 倍,薄膜太陽能電池占全球太陽能電池的份額也由06 年的8.2%,提升到了2007 年的12%,提升了3.8 個百分點。從電池轉(zhuǎn)換效率和材料成本來看,目前轉(zhuǎn)換效率最高的是砷化鎵薄膜電池,但是由于制造成本較高,目前僅是小規(guī)模應(yīng)用于航空領(lǐng)域的空間電源。單晶硅和多晶硅轉(zhuǎn)換效率緊隨其后,隨著多晶硅產(chǎn)能擴張價格下降,成本下降的空間較大。而非晶硅電池、多晶硅薄膜電池、碲化鎘薄膜電池、銅銦鎵硒薄膜電池雖然成本較低,但是轉(zhuǎn)換效率也相對較低。