薄膜太阳能电池的运用
太阳每个小时投射到地球表面上的能量比全球人类一年运用的总能量还多。与此一起，人类却在与环境污染、气候变化以及化石燃料的日渐干涸做奋斗。太阳能技能能够很好地处理上述问题。最新的光电池技能能够将太阳光能转化成电能，比较一般可再生动力更有优势。那么咱们为什么不运用这种杰出的技能为咱们的家庭供能呢？常常被问及这个问题，大多数人给出的答案是光电池体系的设备费用太高。可是新的薄膜光电池产品价廉物美。在不久的将来，这一技能就能够改动咱们关于电能以及将太阳转化成燃料的观念。
太阳能电池板是持续取得太阳能的东西。咱们常常能够看到房顶上矩形的太阳能板，郊野和草原上呈行列摆放的太阳能板。可是咱们本来熟知的那种太阳能电池板（长1.7米，宽0.8米，高5厘米）或许要成为前史了。因为一种新的技能现已能够很好地代替传统的硅太阳能板，能够高效、廉价地将太阳能转变为电能。这项新技能便是薄膜光电转化电池，到2010年，它们在全球发生的电能现已到达3700兆瓦。
2010年之后，薄膜太阳能电池广泛进入商业大楼和家居房子中，产电量得到进一步进步，从加州到肯尼亚再到我国，都是如此。除了灵活性之外，下文将持续评论薄膜太阳能电池与传统太阳能电池比较的优缺点，它们愈加高效的原因，以及薄膜太阳能电池是否能够成为煤和核能的代替品等问题。
薄膜太阳能电池的运用——薄膜太阳能电池的鼓起
说起太阳能电池，现在在这一职业中起主导的是硅晶，硅晶由精粹硅制成。这一模块作为太阳能的根本技能现已存在50多年了。自从1954年榜首块硅太阳能电池被发明后，其数量快速添加，现在12%到18%转变成电能的太阳辐射都通过其完成。
晶体硅资料仍然在太阳能光电池资猜中占有主导地位，可是，最近几年在薄膜光电池技能上也有了许多打破。在2005年的时分，晶体硅在太阳能光电池商场占到95%以上的比例。可是从那个时分开端，薄膜光电池资料在商场所占比例逐年稳步上升，到今天现已占到了25%的比例。数以百计的从事薄膜光电池技能的公司现已进入了研制和出产的新阶段。
大面积以及层叠状的薄膜光电池产品从上世纪90年代开端就现已商业化了，现在薄膜光电池产品的能量转化功率现已到达了6%到11%。能量转化功率越高，那么发生必定电量所需的面积以及其他辅佐设备就越少，这是一件很合算的工作。就现在来说，薄膜太阳能电池的转化功率仍是与晶体硅存在着间隔，可是比较与晶体硅，薄膜太阳能电池在其他方面存在着巨大的优势。最重要的一点，便是薄膜太阳能电池的出产本钱低。许多薄膜太阳能电池板都是由非晶硅制成的，而制备硅晶太阳能电池板时要运用高级硅。除此之外，薄膜太阳能电池还能够由其他半导体资料制成，包括铜铟镓硒（CIGS）资料和碲化镉资料。
薄膜太阳能电池的运用——成规划的有用薄膜光电池项目
可再生动力范畴存在一个要害性的问题，便是何时规划化的太阳能光电池技能能够与从化石燃猜中取得电能在价格上构成竞赛或与其等价。而事实上，规划化的薄膜光电池技能在本钱上现已低于核电，仅仅现在比烧煤取得电能的本钱更高一些。
许多薄膜太阳能电池的出产者们现已成功下降了本钱，现在在这一范畴的领头羊是坐落亚利桑那州坦佩的榜首太阳能公司。榜首太阳能公司在2009年通过碲化镉电池出产了1千兆瓦的电能。换句话说，1千兆瓦等同于25万个大型的家庭薄膜太阳能光电转化体系的出产总量。
榜首太阳能公司在2009年完成了均匀10.9%的能量转化功率，他们的产品成为薄膜产品中能量转化功率最高的产品。该公司一起还处理了出产中所运用的重金属镉的问题，通过规划循环体系以防止镉这一有害物质跟着废弃物一起排放出来。
在曩昔的几年中，榜首太阳能公司大大下降了他们的出产本钱。他们的本钱只恰当与硅晶资料或现在商场上其他薄膜太阳能产品的一半。他们下降本钱的办法包括缩短出产时刻以及规划化设备的设备时刻。与同职业的其他公司比较较，榜首太阳能公司的规划化设备设备费用下降了10%到15%，可是他们的产值却要比出产硅晶的公司高出10%左右（在相同的规划功率下）。在接下来的五年中，榜首太阳能公司将致力于将出产功率再进步15%，而且再进一步下降其出产本钱。假如该公司真的能够成功地完成上述方针，那么通过规划化的薄膜太阳能设备取得电能将会与通过化石燃料取得电能相同廉价。
咱们能够在每一栋房子的房顶上设备光电转化设备吗？
在将来，运用更多成规划的薄膜太阳能电池板将会是正确的一步，这意味着更多的顾客能够购买到清洁动力，可是动力出产的控制权仍然会把握在少量大公司和市政单位。此外，将能量从太阳光照耀条件好的区域（如西南方）运送到光照条件差的区域，需求话费巨资去建造电能运送网络，与此一起，用于贮存剩余的电能然后再开释的基础设施也必不可少。能量会集出产的代替计划便是在不同当地涣散出产能量。除了制作大型的新式太阳能板，咱们为什么不在每一栋房子上和停车场中设备太阳能板呢？以化整为零的方法进行出产。我深信在全美房子和停车场中取得的太阳能，将足以供给咱们所需的悉数能量。其实美国现在的一些方针现已支撑这一做法了。
因为薄膜太阳能板很简便，所以将其融入到修建物中是可行的，比方用其制作房顶。修建物集成太阳能光电板是一个很新的构思。其实，修建师们早在上世纪80年代就开端用太阳能光电资料制作房顶，而现在用于制作房顶的玻璃资料价格昂贵、广受质疑。玻璃透光、寿命长以及不会受气候影响，可是它易碎，不是制作房顶的抱负资料。
十多年前，层叠状的非晶硅薄膜太阳能资料愈加显示了运用薄膜太阳能资料制作房顶的优势。在2001年的时分，太阳能集成技能公司开发了一种将层叠状太阳能资料改为膜状资料并用于商业修建的新工艺。太阳能集成技能公司是最早批量出产薄膜光电池的公司之一。到2009年的时分，有多家大公司开端进军这一范畴。
关于修建集成光电资料的运用还有其他许多或许性。比方有些时分，玻璃的光电池设备能够代替惯例的修建资料用于制作雨篷以及房子的正面等。也有公司在出产薄膜光电池资料用于制作窗户。除此之外，开展廉价的太阳能铁路侧线，相同存在很大的潜力。每一项新技能的呈现，都会带来许多实践的运用。将来的人或许会疑问咱们现在为什么要通过焚烧化石燃料以取得电能。可是咱们不必比及将来，因为咱们现在就能够通过薄膜光电资料将太阳光转化为电能。
薄膜太阳能电池的运用——种薄膜太阳能电池
1.非晶硅。
非晶硅薄膜是太阳能电池中心原资料之一，也称微晶硅。依照资料的不同，当时硅太阳能电池可分为三类：单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池三种。非晶硅薄膜便是相关于单晶硅和多晶硅来说的。薄膜太阳电池作为一种新式太阳能电池，因为其原资料来历广泛、出产本钱低、便于大规划出产，因此具有宽广的商场前景。薄膜电池根本上分为：非/微晶硅薄膜电池、CIGS薄膜电池和CdTe薄膜电池三种。其间，GIGS的转化功率最高，约为10%～12%，CdTe的转化功率次之，约为8.5%～10.5%，非/微晶电池最低，一般为6%～8%;但从原资料的可获取性来看，非/微晶电池的原资料为硅烷，最为遍及，而别的两种电池的原资猜中均包括稀有元素化合物，可获取性较低。近年来，非晶硅薄膜太阳电池逐步从各种类型的太阳电池中锋芒毕露，在全球范围内掀起了一股出资热潮。大尺度玻璃基板薄膜太阳电池投入商场，必将极大地加快光伏修建一体化、房顶并网发电体系以及光伏电站等的推行和遍及。一起，非晶硅薄膜电池在高气温条件下衰减弱小，所以也合适高温、荒漠区域建造电站。
2.铜铟镓硒电池板。
CIGS是太阳能薄膜电池CuInxGa（1-x）Se2的简写，其具有安稳性好、抗辐照功能好、本钱低、功率高级长处。小样品CIGS薄膜太阳能电池的最高转化功率2014年12月改写为21.7%，由德国太阳能和氢能研讨机构ZSW选用共蒸镀法制备。大面积电池组件转化功率及产值依据各公司制备工艺不同而有所不同，一般在10%~15%范围内。铜铟镓硒薄膜太阳电池具有出产本钱低、污染小、不阑珊、弱光功能好等特色，光电转化功率居各种薄膜太阳能电池之首，挨近晶体硅太阳电池，而本钱则是晶体硅电池的三分之一，被国际上称为“下一年代十分有出路的新式薄膜太阳电池”。此外，该电池具有柔软、均匀的黑色外观，是对外观有较高要求场所的抱负挑选，如大型修建物的玻璃幕墙等，在现代化高层修建等范畴有很大商场。尽管CIGS电池具有高功率和低资料本钱的优势，但他也面对三个首要的问题：（1）制程杂乱，出资本钱高（2）要害质料的供给缺乏（3）缓冲层CdS具有潜在的毒性。
3.碲化镉。
CdTe是Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体，带隙1.5eV，与太阳光谱十分匹配，最合适于光电能量转化，是一种杰出的PV资料，具有很高的理论功率（28%），功能很安稳，一向被光伏界垂青，是技能上开展较快的一种薄膜电池。碲化镉简单堆积成大面积的薄膜，堆积速率也高。CdTe薄膜太阳电池是太阳能电池中最简单制作的，因此它向商品化发展最快。进步功率便是要对电池结构及各层资料工艺进行优化，恰当减薄窗口层CdS的厚度，可削减入射光的丢失，然后添加电池短波响应以进步短路电流密度，较高转化功率的CdTe电池就选用了较薄的CdS窗口层而创了最高纪录。要下降本钱，就有必要将CdTe的堆积温度降到550℃以下，以适于廉价的玻璃作衬底;实验室作用走向工业，有必要通过组件以及出产形式的规划、研讨和优化进程。
4.有机薄膜太阳能电池。
有机太阳能电池，望文生义，便是由有机资料构成中心部分的太阳能电池。首要是以具有光敏性质的有机物作为半导体的资料，以光伏效应而发生电压构成电流， 完成太阳能发电的作用。有机薄膜太阳能电池具有资料潜在的低价格、加工简单、可大面积成膜、分子及薄膜性质的可规划性、质轻、柔性等明显长处，但有机半导体的载流子迁移率较无机半导体低、安稳性差。现在有机太阳能电池光电转化功率很低，只要将光电转化功率进步到5%以上才或许大规划运用。
