第一節(jié) 國內(nèi)柔性太陽能電池組件產(chǎn)業(yè)主要技術(shù)成果

我國的柔性襯底薄膜電池的 研究 進(jìn)展較慢。哈爾濱Chrona公司在90年代中期曾研制出柔性聚酰亞胺襯底上的非晶硅單結(jié)薄膜電池，電池初始效率為4.63%，功率重量比為231.5W/kg，但此后進(jìn)展不大。近年來南開大學(xué)在柔性襯底非晶硅薄膜電池方面的 研究 取得了一定的進(jìn)展，他們在0.115cm2的聚酰亞胺襯底上獲得單結(jié)薄膜電池的初始效率為4.84%，功率重量比為341W/kg。在不銹鋼襯底上的電池，國內(nèi)領(lǐng)先的是半導(dǎo)體所和上?？臻g電源 研究 所，其非晶硅單結(jié)電池實(shí)驗(yàn)室效率達(dá)到9％（AM0）。

南開大學(xué)在2000年起承擔(dān)×××ד973”、“863”等計(jì)劃項(xiàng)目 研究 。在完成了技術(shù)方案論證的基礎(chǔ)上，開展在聚酰亞胺襯底上 研究 硅基薄膜太陽電池的各層材料和器件結(jié)構(gòu)等探索性基礎(chǔ) 研究 取得了重要進(jìn)展。目前單體電池技術(shù)基本全部貫通，12.6mm2面積電池轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)超過5％，重量比功率達(dá)到300W/kg；10mm×10mm電池轉(zhuǎn)換效率為4.23%；40㎜×40mm電池轉(zhuǎn)換效率為3.2%，填補(bǔ)了國內(nèi)空白。除承擔(dān)××項(xiàng)目外，目前課題組還承擔(dān)天津市科技攻關(guān)計(jì)劃和科技部863計(jì)劃任務(wù)，繼續(xù)從事聚酰亞胺襯底柔性薄膜太陽電池在民用航天技術(shù)中及在地面上的實(shí)際應(yīng)用 研究 。

雙登集團(tuán)企業(yè)從2007年起開始與南開大學(xué)柔性薄膜太陽電池 研究 實(shí)驗(yàn)室展開合作，開展非晶硅柔性薄膜太陽電池生產(chǎn)技術(shù)的開發(fā)工作。目前實(shí)驗(yàn)室的各項(xiàng)指標(biāo)均已達(dá)到要求，單體電池的轉(zhuǎn)換效率超過6.5%,正在進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的論證及相關(guān)的設(shè)備設(shè)計(jì)及調(diào)研階段。未來計(jì)劃依拖公司在工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)方面的優(yōu)勢，建立中試型的聚酰亞胺襯底非晶硅薄膜R2R生產(chǎn)線。為未來的我國的柔性基體薄膜太陽電池生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

目前雙登集團(tuán)已與南開大學(xué)柔性薄膜太陽電池 研究 小組建立為期三年的柔性襯底薄膜太6陽電池產(chǎn)業(yè)化試驗(yàn)線開發(fā)合作協(xié)議，柔性薄膜太陽電池生產(chǎn)所需的核心技術(shù)R2R試驗(yàn)型PECVD設(shè)計(jì)開發(fā)方案已進(jìn)行實(shí)質(zhì)性調(diào)研和設(shè)計(jì)階段，將完成R2R連續(xù)PECVD的設(shè)計(jì)方案，并經(jīng)公司專家組評議后進(jìn)行設(shè)備的實(shí)質(zhì)加工。由南開大學(xué)提供實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)方案的南開大學(xué)與江蘇雙登集團(tuán)發(fā)展 研究 院合作建立的柔性薄膜太陽電池聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室已進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室建立階段。未來將結(jié)合柔性非晶硅薄膜太陽電池試驗(yàn)線開展柔性非晶硅薄膜太陽電池從原材料到生產(chǎn)的全套產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，為柔性薄膜太陽電池生產(chǎn)技術(shù)的國產(chǎn)化做出不懈的努力。

第二節(jié) 國外柔性太陽能電池組件產(chǎn)業(yè)主要技術(shù)成果

1、迅力光能寬幅、卷對卷柔性薄膜硅太陽能電池

迅力光能公司自主研發(fā)出一種低成本、寬幅、卷對卷的設(shè)備和制造工藝，用等離子輝光放電技術(shù)大規(guī)模生產(chǎn)柔性薄膜硅太陽能電池。這種技術(shù)將三個(gè)分別有效吸收紅綠藍(lán)光的非晶鍺硅合金太陽能子電池重疊在一起，成為一個(gè)總厚度不到1微米的三疊層太陽能電池，并鍍在一卷厚0.13毫米，寬0.91米，長達(dá)1公里到2.4公里的不銹鋼襯底上。近幾年來，公司獲得來自國際知名創(chuàng)業(yè)投資和私募基金超過4千萬美元的股權(quán)投資，和超過6500百萬美元的美國聯(lián)邦和州政府資助/獎(jiǎng)金/貸款/免稅扶持，技術(shù)保持國際領(lǐng)先地位。目前該公司薄膜硅電池產(chǎn)能為每年25兆瓦，可以給25000個(gè)家庭供電。

2、加拿大：制出柔性太陽能電池

加拿大麥克馬斯特大學(xué)的一個(gè)工程 研究 小組最近研制出了一款新的柔性太陽能電池，這一技術(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用，為夜間出行的人提供便利。

研究 人員希望這一電池原型能夠幫助這項(xiàng)新技術(shù)進(jìn)行商業(yè)推廣。安裝柔性太陽能電池的候車亭位于約翰霍金斯工程大樓和生命科學(xué)教學(xué)樓之間的學(xué)府大道西側(cè)。

這一項(xiàng)技術(shù)的主要特點(diǎn)是能夠?qū)⑻柲茈姵匕凑蘸蜍囃ろ敳康幕《冗M(jìn)行彎曲。大量的小硅片排成一排貼在一張柔韌的薄片上，然后再用一種獨(dú)特的方式將他們連接起來。這樣電池就具有良好的柔韌性。

麥克馬斯特大學(xué)公共汽車候車亭上安裝的兩個(gè)太陽能帶長90厘米，寬12厘米。每一個(gè)太陽能帶上都有720個(gè)1平方厘米大、功率為4.5瓦特的太陽能電池。

3、Ascent Solar開發(fā)出長5m的CIGS型太陽能電池

2009年美國Ascent Solar Technologies開發(fā)出了長度為5m的柔性CIGS（銅銦鎵硒）型太陽能電池模塊。模塊寬度為32cm，重量為2kg。底板采用聚酰亞胺。開口部的發(fā)電效率為9.1％，輸出功率為123W。

Ascent Solar將該模塊定位為面向建材一體化（BIPV）太陽能電池的主要產(chǎn)品。利用年產(chǎn)能為1.5MW的卷對卷設(shè)備生產(chǎn)。目前正在建設(shè)中的年產(chǎn)能30MW的工廠預(yù)定導(dǎo)入生產(chǎn)設(shè)備。

第三節(jié) 柔性太陽能電池組件產(chǎn)業(yè)技術(shù) 研究 熱點(diǎn)

柔性太陽能電池是世界太陽能產(chǎn)業(yè)的新興技術(shù)。高效、低成本的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合納米半導(dǎo)體柔性太陽能電池是目前國際前沿研發(fā)熱點(diǎn)之一。近年來在襯底技術(shù)方面不斷推陳出新。

1、輕質(zhì)柔性不銹鋼材料為襯底

以輕質(zhì)柔性不銹鋼材料為襯底,利用三步共蒸發(fā)法制備較高質(zhì)量的四元化合物Cu(In,Ga)Se2薄膜,CIGS層在Mo導(dǎo)電層上具有很強(qiáng)的附著力.利用XRD和XRF分別 分析 了所制備薄膜的晶相和組分.以ZnO:Al/i- ZnO/ CdS /CIGS/ Mo/ Stainless steel結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)得到最高轉(zhuǎn)換效率為9.39%的柔性太陽電池。

2、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)襯底

南開大學(xué)開展了低溫下制備硅基薄膜太陽電池的 研究 和nip型硅基薄膜太陽電池的 研究 ,并將其應(yīng)用在柔性襯底上,開展了廉價(jià)透明的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)襯底上pin型柔性硅基薄膜太陽電池的 研究 ,以及不銹鋼箔(SS)和聚酰亞胺(PI)等不透明襯底上nip型柔性硅基薄膜太陽電池的 研究 。目前,PET襯底上pin型柔性非晶硅電池的效率達(dá)到4.8%以上,非晶硅/微晶硅疊層太陽電池的效率達(dá)到6%以上;不銹鋼箔襯底nip型柔性單結(jié)非晶硅電池效率達(dá)到6.5%,非晶硅硅/晶硅疊層太陽電池的效率達(dá)到9.5%;聚酰亞胺襯底nip型柔性非晶硅電池效率達(dá)4.7%。

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