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在過往的幾十年中，人類經濟活動的持續高速發展使得電力需求敏捷增添。太陽電池是一種應用光生伏殊效應將太陽能能直接轉換為電能的半導體器件，很不難實現并網發電或作為獨立動力。眾所周知，太陽電池發電具有許多優點，如平安靠得住，無噪聲，無淨化，能量隨處可得，不受無需耗費燃料、無機械轉動部件、毛病率低、維護便利、可以無人值守、規模鉅細隨意、可以便利地與建筑物相結合等，這些優點都是常規發電所不及的。一句話總結：科學需要嚴謹，但美麗……不那麼重要。
今朝，太陽電池發電在航天、通訊及微電子領域已占據了不成替換的地位，但在社會整體動力結構中所占比例很小，重要緣由是太陽電池本錢較高，要使其真正成為動大直室內設計力體系的組成部門，必須年夜幅度下降本錢。薄膜太陽電池在下降本錢方面比晶體硅(單晶或多晶)太陽電池具有更年夜的優勢，一是實現薄膜化后，可極年夜地節省昂貴的半導體資料；二是薄膜電池的資料制備和電池同時構成，是以節省了許多工序；三是薄膜太陽電池采用低溫工藝技術，不僅有利于節能降耗，並且便于遊艇設計采用廉價襯底(玻璃、不銹鋼等)。為此,自上世紀70年月以來，世界各國紛紛投進巨資，制訂規劃，組織隊伍，掀起對薄膜太陽電池的研討熱潮，三十幾年來在研討和開發應用方面均獲得了長足的進步。
薄膜太陽電池重要觸及非晶硅(a-Si：H)、銅銦鎵硒(Cu(In、Ga)Se2，CIGS侘寂風)和碲化鎘(CdTe)光伏電池和集成組件，在本文中重要討論的是今朝商業化最成熟的非晶硅太陽電池。薄膜太陽電池按襯底分為硬襯底和柔性襯底兩年夜類。所謂柔性襯底太陽電池是指在柔性資料(如不銹鋼、聚酯膜)上制作的電池，與平板式晶體硅、玻璃襯底的非晶硅等硬襯底電池比擬，其最年夜的特點是份量輕、可折疊和不易破裂。以americanUni健康住宅-Solar公司采用不銹鋼作襯底為例，不銹鋼THE R3 寓所的厚度僅為127um，且具有極好的柔軟性，可以肆意卷曲、裁剪、粘貼，既使彎成很小的半徑新古典設計，作數百次卷曲，電池機能也不會發生變化。而以高分子聚合物聚酰亞胺為柔性襯底制備的非晶硅太陽電池，器件總厚度約100um擺佈(含封裝層)，功率份量比可達到500W/Kg以上，比不銹鋼襯底非晶硅電池超出跨越近十倍，是世界上最輕的太陽電池。從制備工藝上看，由于此結構電池采用卷對卷(rolltoroll)工藝制造，便于年夜面積連續生產，下降本錢的潛力很年夜，具有很強的競爭力。
柔性襯底太陽電池能被安頓在流線型汽車的頂部、風帆、賽艇、摩托艇的船艙等不服整概況、衡宇等建筑物的樓頂與外養生住宅墻面。別的由于柔性薄膜電池具有較高的質量比功率(500W/kg)，同時具有可彎曲性，很是適用于對地觀測的平流層飛艇概況，軍事上的應用遠景光亮。
近年來，國外奉行的光伏與建筑相結合(BIPV)，極年夜地推動了光伏并網系統的發展。在城鎮建筑物上安裝的光伏系統，凡是采用與公共電網并網的情勢。并網光伏系統不需求配備蓄電池，既節省投資，又不受蓄電池荷電狀態的限制，可以充天母室內設計足應用光伏系統所發出的電力；光伏陣列普通安裝在閑置的屋頂或外墻上，無需額外占用地盤，這對于地盤昂貴的城市建筑尤其主要loft風室內設計；炎天是用電岑嶺的季節，也正好是日照量最年夜，光伏系統發電量最多時期，對電網可以起到調峰感化；光伏陣列接收太陽能轉化為電能，年夜年夜下降了室外綜合溫度，減少了墻體得熱和室內空調冷負荷，所以也可以起到建筑節能感化。
BIPV的開發是今朝世界上年夜規模應用光伏技術發電的一年夜研討熱點，東方發達國家都在作為重點項目積極進行。
除了在屋頂安裝光伏電池板外，已發布了把光伏電池裝在瓦片內的產品。此外，國外還在研討光伏墻結構(PVWALL)，將光伏系統和建筑物外墻相結合。可以預計，光伏與建筑相結合是未來光伏應用中最主要的領域之一，其發展遠景非常廣闊，并且有著宏大的市場潛力，柔性襯底薄膜電池無疑將在此中飾演主要腳色。
二、柔性襯底薄膜太陽電池的結構
柔性襯底太陽電池可采用單結或多結結構。單結結構因其穩定性差、效力低已較少采私人招待所設計用，而穩定性好、效力高的無毒建材多結、疊層太陽電池是柔性襯底太陽電池的發展標的目的，今朝多采用三結太陽電池結構。三結太陽電池中，每一個電池都是由三個半導體結身心診所設計彼此疊加而成：底電池接收紅光；中間電池接收綠光親子空間設計；頂電池接收藍光；對陽光光譜的寬范圍響應是進步電池效力的關鍵。americanUni-Solar公司的不銹鋼襯底、三結非晶硅鍺太陽電池結構如圖3所示，其小面積電池效力今朝達到14.6%。
三、柔性襯底薄膜太陽電池的國內外現狀
當前商業化非晶硅電池的穩定效力，單結、雙結、三結分別為4%~5%，6%~7%，7%~8%商業空間室內設計。世界上從事柔性襯底薄膜太陽能電池的研制生產的重要單位是american的聯合太陽能公司(UnitedSolar)，歐洲的VHF-technologies公司，和japan(日本)的Sharp公司，Sanyo公司。
american光伏計劃的重點是”ThinFilmPartnershipProgram”，著重研討廉價高效薄膜太陽電池，中醫診所設計預計到2020年擺佈，光伏牙醫診所設計發電的本錢可看同燃油發電相競爭(相當于電池效力15%，每平方米本錢≤50美元)。
americanUnitedSolarSystems公司是EnergyConversionDevices,Inc.(ECD)和N客變設計.V.BekaertS.A(BESSEurope)合資經營，2003年樹立了一條同時沉積6卷不銹鋼卷帶三結疊層非晶硅電池生產線，年產30MW，初始效力和穩定效力分別達到14.6%和12.6%。2006老屋翻新年為50MW，2007年達100MW，2010年的目標是300MW。
american設計家豪宅Toledo年夜學在柔性日式住宅設計襯底非晶硅太陽電池領域的研討處于世界領先位置，其單結非晶硅鍺電池實驗室初始效力達到了13%，他們的技術團隊參與組建了MWOE和Xunlight公司，并在積極籌劃更年夜的產能。
japan(日本)在柔性襯底太陽電池的研討方面也走活著界前列。在japan(日本)，Sharp公司、Sanyo公司、TDK公司、Fuji公司都投進了大批輪會所設計，每集都會繼續淘汰，直到剩下 5 名參賽者挑戰五名人力、物力從事柔性襯底非晶硅太陽電池的研制，已經建成了多條兆瓦量級的聚酯膜柔性電池生產線。Sanyo公司最早在無人駕駛的太陽能飛機上采用了柔性襯底非晶太陽電池作為動力，完成了橫跨美洲年夜陸的飛行，顯示了柔性非晶薄膜太陽電池作為飛行器動力的宏大潛力。Sharp公司、TDK公司在聚酯膜上制備的非晶硅太陽電池豪宅設計今朝已能生產面積為286cm2的組件，效力已達8.1%，小面積電池的效力已達11.1%。Fuji公司a-Si/a-SiGe疊層電池穩定效力達到9%，在japan(日本)Kumamoto樹立了工廠，塑料襯底非晶硅電池的產量2006年達15MW。
歐盟則聯合其成員國的多個研討機構組織包含Neuchatel年夜學、VHF-technologies公司、Roth&Rau公司等開展了聚酯膜襯底柔性電池的聯合攻關，今朝已經實現了小批量的生產線。
歐盟于2005年10月1日啟動了”FLEXCELLENCE”項目，為期3年，目標是開發出高效力薄膜電池組件卷對卷生產的設備和工藝，建成50兆瓦以上的柔性電池生產線，并盼望將生產本錢把持在每瓦0.5歐元。據2007年的報道，今朝Neuchatel年夜學的聚酯膜襯底非晶硅疊層電池實驗室效力達到10.8%，VHF-technologies公司的年產能為25MW。
我國的柔性襯底薄膜電池的研討進展較慢。哈爾濱chrona公司在90年月中期醫美診所設計曾研制出柔性聚酰亞胺襯底上的非晶硅單結薄綠設計師膜電池，電池初始效力為4.63%，功率份量比為231.5W/kg，但此后進展不年夜。近年來南開年夜學在柔性襯底非晶禪風室內設計硅薄膜電池方面的研討獲得了必定的進展，他們在0.115cm2的聚酰亞胺襯底上獲得單結薄膜電池的初始效力為4.84%，功率份量比為341W/kg。
柔性襯底電池的產業化方面，今朝天津津能電池無限公司在建6MW非晶硅柔性電池生產線，30MW生產線已經開始了項目民生社區室內設計論證，新疆天富光伏光顯無限公司在建1MW非晶硅柔性電池生產線，未來準備樹立8MW。這兩家公司都由于設備及技術由國外進口，預計電池本錢偏高。總的來說，國內今朝具備了非晶硅薄膜電池研制的技術基礎，可是在柔性襯底上的研討還處于剛剛起步的階段，和國外的差距較年夜。
四、柔性襯底薄膜太陽電池的制備
上面以americanUni-Solar公司的不銹鋼柔性襯底三結非晶硅太陽電池為例簡單介紹卷對卷(rolltoroll)生產過程。
將成卷不銹鋼帶(帶磁性)裝進專用清洗機中，采用卷對卷方法進行鋼帶傳送，對鋼帶兩個概況同時進行清洗、干燥。起首磁控濺射沉積金屬和金屬氧化層，以增強襯空間心理學底
的反射率。然后采用等離子體化學氣相沉積法(P概要1：ECVD)沉積非晶硅層，以構成疊層太陽電池結構，這是整個制造過程中最關鍵的工藝步驟。對于三結非晶硅太陽電池來說，需求在已經做好的背反射器的概況連續沉積9層硅基薄膜，包綠裝修設計含3個P-I-N結子電池，各分離的反應室之間需求設計獨特的氣氛隔離室以避免相鄰反應室間的氣體穿插淨化。硅基薄膜沉積完成之后，需在電池頂部沉積銦錫氧化物(ITO)，即通明導電氧化層作為進射光的減反射層。然后需求在光進射一面布置柵線，并根據最后電池的尺寸和形狀，進行切割、電極接合、電池切割和電池互聯，從而構成具有必定參數的電池組件。該生產線的年產量為30MW，造價為6000萬美元，90米長，3米高，以厚度127μm的不銹鋼(長2.6km，寬36cm)為襯撿拾地點及狀況等。底
采用rolltoroll技術來制備年夜面積柔性襯底非晶硅太陽電池，有以下關鍵技術問題需求解決：非晶硅薄膜的高速沉積；年夜面積薄膜生長時的均勻性；各反應室間氣體隔離裝置的開發；實時監控與診斷等等。整個rolltoroll生產線的開發是一個國家綜合工業實力和基礎的體現。
樂齡住宅設計五、上海太陽能工程技術研討中間的任務
上海市太陽能工程技術研討中間今朝擁有整套的柔性非晶薄膜電池退休宅設計研制線，太陽模擬器、QE測試設備等測試裝置，今朝所研制的不銹鋼襯底非晶硅電池，電池效力達到8.4%(AM0，25℃)；聚酰亞胺襯底非晶硅電池，電池效力達到6.4%(AM0，25℃)。
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