
1 CIGS 薄膜电池的低成本优势所在,相对于晶硅电池材料成本便宜
薄膜电池相对于晶硅电池最大的优势在于成本,在前几年多晶硅价格处于高位的时候,薄膜电池的成本优势更为明显。通过我们前面的分析也可以看出,即使在近期多晶硅大幅下降的情况下,薄膜电池的成本优势依然明显。
CIGS 薄膜电池具备相对于晶硅电池的成本优势,CIGS 电池采用了廉价的玻璃做衬底,采用溅射技术为制备的主要技术,这样Cu,In,Ga,Al,Zn 的耗损量很少。而对大规模工业生产而言,如能保持比较高的电池的效率,电池的价格以每瓦计算会比相应的单晶硅和多晶硅电池的价格低得多。
另外,我们前面一直讨论的是光伏电站的初始建站成本,实际薄膜电池的弱光效应是其由于晶硅电池的另一大优势。薄膜电池因为其弱光效应好,每天工作时间远高于晶硅电池的工作时间,这补足了其发光效率相对较低的不足。
2 相对于其他薄膜电池,CIGS 薄膜电池转化效率高
市场一直对薄膜电池的转化效率较低颇有担忧。CIGS 是目前所推广的薄膜电池中转化效率最高的,目前实验室转换效率可以达到19.9%。CIS 有很高的吸收率,在材料的第一微米可以吸收99%的可见光,所以是很有效的光伏材料。增加少量的镓可以增加它的光吸收能带,使它更贴近太阳光谱,改善光伏电池的电压和效率。禁带宽度适于太阳光的光电转换;容易形成固溶体以控制禁带宽度的特点。此外由于高吸光效率(α>104~105 ㎝-1),所需光电材料厚度不需超过1μm,99%以上的光子均可被吸收。
3 相对于其他薄膜电池,性能稳定,无衰退
硅基薄膜电池的不稳定性集中体现在其能量转换效率随辐照时间的延长而变化,直到数百或数千小时后才稳定。而没有光致衰退效应(SWE)的半导体材料,光照会提高 CIS 的转换效率,因此此类太阳能电池的工作寿命长。无衰退是薄膜太阳能电池最为关注的性能指标,单结非晶硅薄膜电池的衰退达到 25%,非晶微晶叠层薄膜电池的衰退为 10%左右。CIS 薄膜电池没有光致衰退效应,只可能出现由于不良封装技术导致的不到10%的衰退影响,这一特点和晶硅电池相同。
多年户外试验表明 CIGS 薄膜太阳电池及其光伏组件具有非常优秀的稳定性。Siemens 太阳能公司对 CIS 组件进行了 8 年的户外测试,结果除了 1989-1990 年更换模拟器时电池效率稍有变动以外,其他时间电池的平均效率基本不变甚至有所增加。近年日本Showa Shell 公司对11 kW 的CIGS 电池方阵进行了户外测试,测试时间持续 3 年,结果表明 CIGS 组件的效率没有发现任何的衰减,再次证明了CIGS 电池的稳定性。
4 最适合BIPV 的应用