鉅大LARGE | 點擊量：7746次 | 2018年08月01日
薄膜電池的種類，薄膜電池分類為哪幾種？
薄膜電池分類為以下3種.
砷化鎵太陽能電池
GaAs屬于III-V族化合物半導體材料，其能隙為1.4eV，正好為高吸收率太陽光的值，與太陽光譜的匹配較適合，且能耐高溫，在250℃的條件下，光電轉換性能仍很良好，其最高光電轉換效率約30%，特別適合做高溫聚光太陽電池。
砷化鎵生產方式和傳統的硅晶圓生產方式大不相同，砷化鎵需要采用磊晶技術制造，這種磊晶圓的直徑通常為4—6英寸，比硅晶圓的12英寸要小得多。磊晶圓需要特殊的機臺，同時砷化鎵原材料成本高出硅很多，最終導致砷化鎵成品IC成本比較高。磊晶目前有兩種，一種是化學的MOCVD，一種是物理的MBE。GaAs等III-V化合物薄膜電池的制備主要采用MOVPE和LPE技術，其中MOVPE方法制備GaAs薄膜電池受襯底位錯，反應壓力，III-V比率，總流量等諸多參數的影響。GaAs(砷化鎵)光電池大多采用液相外延法或MOCVD技術制備。用GaAs作襯底的光電池效率高達29.5%(一般在19.5%左右)，產品耐高溫和輻射，但生產成本高，產量受限，目前主要作空間電源用。以硅片作襯底，MOCVD技術異質外延方法制造GaAs電池是降用低成本很有希望的方法。已研究的砷化鎵系列太陽電池有單晶砷化鎵，多晶砷化鎵，鎵鋁砷--砷化鎵異質結，金屬-半導體砷化鎵，金屬--絕緣體--半導體砷化鎵太陽電池等。
砷化鎵材料的制備類似硅半導體材料的制備，有晶體生長法，直接拉制法，氣相生長法，液相外延法等。由于鎵比較稀缺，砷有毒，制造成本高，此種太陽電池的發展受到影響。除GaAs外，其它III-V化合物如Gasb，GaInP等電池材料也得到了開發。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
1998年德國費萊堡太陽能系統研究所制得的GaAs太陽能電池轉換效率為24.2%，為歐洲記錄。首次制備的GaInP電池轉換效率為14.7%。另外，該研究所還采用堆疊結構制備GaAs，Gasb電池，該電池是將兩個獨立的電池堆疊在一起，GaAs作為上電池，下電池用的是Gasb，所得到的電池效率達到31.1%。
砷化鎵(GaAs)III-V化合物電池的轉換效率可達28%，GaAs化合物材料具有十分理想的光學帶隙以及較高的吸收效率，抗輻照能力強，對熱不敏感，適合于制造高效單結電池。但是GaAs材料的價格不菲，因而在很大程度上限制了用GaAs電池的普及。
銅銦硒電池
銅銦硒CuInSe2簡稱CIC.CIS材料的能降為1.leV，適于太陽光的光電轉換，另外，CIS薄膜太陽電池不存在光致衰退問題。因此，CIS用作高轉換效率薄膜太陽能電池材料也引起了人們的注目。
CIS電池薄膜的制備主要有真空蒸鍍法和硒化法。真空蒸鍍法是采用各自的蒸發源蒸鍍銅，銦和硒，硒化法是使用H2Se疊層膜硒化，但該法難以得到組成均勻的CIS。CIS薄膜電池從80年代最初8%的轉換效率發展到目前的15%左右。日本松下電氣工業公司開發的摻鎵的CIS電池，其光電轉換效率為15.3%(面積1cm2)。1995年美國可再生能源研究室研制出轉換效率17.l%的CIS太陽能電池，這是迄今為止世界上該電池的最高轉換效率。預計到2000年CIS電池的轉換效率將達到20%，相當于多晶硅太陽能電池。CIS作為太陽能電池的半導體材料，具有價格低廉，性能良好和工藝簡單等優點，將成為今后發展太陽能電池的一個重要方向。唯一的問題是材料的來源，由于銦和硒都是比較稀有的元素，因此，這類電池的發展又必然受到限制。
碲化鎘太陽能電池
CdTe是Ⅱ-Ⅵ族化合物半導體，帶隙1.5eV，與太陽光譜非常匹配，最適合于光電能量轉換，是一種良好的PV材料，具有很高的理論效率（28%），性能很穩定，一直被光伏界看重，是技術上發展較快的一種薄膜電池。碲化鎘容易沉積成大面積的薄膜，沉積速率也高。CdTe薄膜太陽電池通常以CdS／CdTe異質結為基礎。盡管CdS和CdTe和晶格常數相差10%，但它們組成的異質結電學性能優良，制成的太陽電池的填充因子高達FF=0.75。
盒子人生2016-04-2113:28:15
21世紀初之前，太陽能電池主要以硅系太陽能電池為主，超過89%的光伏市場由硅系列太陽能電池所占領，但自2003年以來，晶體硅太陽能電池的主要原料多晶硅價格快速上漲，因此，業內人士自熱而然將目光轉向了成本較低的薄膜電池。薄膜太陽電池可以使用在價格低廉的玻璃、塑料、陶瓷、石墨，金屬片等不同材料當基板來制造，形成可產生電壓的薄膜厚度僅需數μm，目前轉換效率最高可達13%以上。薄膜電池太陽電池除了平面之外，也因為具有可撓性可以制作成非平面構造其應用范圍大，可與建筑物結合或是變成建筑體的一部份，應用非常廣泛。
1.硅基薄膜電池
硅基薄膜電池包括非晶硅薄膜電池、微晶硅薄膜電池、多晶硅薄膜電池，而目前市場主要是非晶硅薄膜電池產品。非晶硅的禁帶寬度為1.7eV，通過摻硼或磷可得到p型或n型a-Si。為了提高效率和改善穩定性，還發展了p-i-n/p-i-n雙層或多層結構式的疊層電池。
2.碲化鎘(CdTe)薄膜電池
碲化鎘薄膜電池是最早發展的太陽電池之一，由于其工藝過程簡單，制造成本低，實驗室轉換效率已超過16%，大規模效率超過12%，遠高于非晶硅電池。不過由于鎘元素可能對環境造成污染，使用受到限制。近年來美國FirstSolar公司采取了獨特的蒸氣輸運法沉積等特殊措施，解決了污染問題，開始大規模生產，并為德國建造世界最大的光伏電站提供40MW碲化鎘太陽電池組件。
3.銅銦鎵硒(CIGS)薄膜電池
銅銦鎵硒薄膜電池是近年來發展起來的新型太陽電池，通過磁控濺射、真空蒸發等方法，在基底上沉積銅銦鎵硒薄膜，薄膜制作方法主要有多元分布蒸發法和金屬預置層后硒化法等。基底一般用玻璃，也可用不銹鋼作為柔性襯底。實驗室最高效率已接近20%，成品組件效率已達到13%，是目前薄膜電池中效率最高的電池之一。
4.砷化鎵(GaAs)薄膜電池
砷化鎵薄膜電池是在單晶硅基板上以化學氣相沉積法生長GaAs薄膜所制成的薄膜太陽電池，其直接帶隙1.424eV，具有30%以上的高轉換效率，很早就被應用于人造衛星的太陽電池板。然而砷化鎵電池價格昂貴，且砷是有毒元素，所以極少在地面應用。
5.染料敏化薄膜電池
染料敏化太陽電池是太陽電池中相當新穎的技術產品，由透明導電基板、二氧化鈦(TiO2)納米微粒薄膜、染料(光敏化劑)、電解質和ITO電極所組成。目前仍停留在實驗室階段，實驗室最高效率在11%左右。
