太阳能电池的分类问题

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2018-03-27 08:01 标签： 太阳能电池测试仪
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太阳能常见问题
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阻碍太阳能发展的三大问题
来源：集邦新能源网&&
更新时间： 13:52:35
　　再生能源发展日益快速，其中略胜一筹，丰厚的太阳光照得以满足人类每年的需求。不过太阳能仍有三大问题阻碍其快速发展。
　　1电池成本
　　非营利智库的科学技术专家Varun Sivaram表示，若太阳能要满足全球30%的电力，其每瓦价格必须从一美元降至25美分。
　　Sivaram博士认为，要降低太阳能成本的方法就是将钙钛矿电池(perovskite cell)商业化，目前市场上主流的太阳能电池仍为硅晶电池，不过其成本较高；而钙钛矿电池的制程温度较硅晶电电池低、价格也较低廉，其光转换效率也从研发之初的3.8%到现在可以达到25%。
　　此外，钙钛矿太阳能电池还可滚压制成具有弹性的彩色薄膜、应用广泛，有美国研究团队就以硅钛矿为材料研发出太阳能变色窗。
　　不过钙钛矿太阳能电池离商业化还有一段距离，而稳定性为其必须克服的一大缺点，钙钛矿晶体容易在潮湿的环境下分解，影响电池的稳定度；另一个问题是电池体积大小，目前的钙钛矿太阳能电池仅有指甲般的大小，科学家也尚未研发出大体积同时保有高效率的电池。
　　Sivaram博士补充，钙钛矿太阳能电池虽前景看好，不过能源产业投入的研发资金过少，很难将其推向商业化市场。
　　能源公司仅将其1%至2%的获利投入研发，而半导体公司投入研发的资金大约是能源公司十倍之多。美国联邦政府每年投入再生能源的研究预算仅50亿美元，这样的速度大概在2020年前会被中国的能源研究经费超越。
　　2电力管理
　　太阳能属于间歇性能源，其发电高峰的需电量通常不高，而在用电量最高的时刻反而发电量较低。电网的不足也使得过多的电力必须分送给其他国家；以美国加州为例，其太阳能发电占该州10%，每当在太阳能发电过多时电网无法负荷，因此必须将多余的电分送给其他州。
　　其中一种解决得办法是使用大规模的系统，不过电池成本目前仍算高，难以达成规模化。根据美国能源部的资料显示，电池仅占电网储能的1.7%，其余的都以抽水蓄能电站处理。
　　加州奇点大学(Singularity University)能源环境讲师、天使投资人Ramez Naam表示，针对该问题最直接的解决方案是建置更分散、更大的电网。以美国为例，目前有三大电网包含东部、西部和德州电网，最理想的情况下是将这些电网与新的高压电箱连接，不过这有可能会造成管理权责上的混乱。
　　3间接成本
　　有部分人认为，阻碍太阳能发展的是技术层面问题，然而设置太阳能厂的&间接成本&(soft cost)也相当高，包含项目设计、建设核可、选址和电网连结等工作。
　　美国能源部估计，间接成本占太阳能电厂建置总成本的64%，其余则花费在太阳能电池和太阳能硬件本身。
　　不过若是电池和屋顶太阳能板结合的话，消费者就能在自家发电了。2017年10月，特斯拉开始在纽约州水牛城的Gigafactory 2工厂建造太阳能电池与零件。然而目前屋顶太阳能板和电池的价格仍过高，就算未来价格降低，民众可能还是希望有电网来做备用电。
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作者：泰尼科（Teknek）技术总监Sheila Hamilton
当今光复电池生产厂都面对不断提高生产效益，改善其产品工作效率的压力，另外原材料的价格剧烈变化也加剧也使其势在必行。影响生产效益和产品功效提高主要问题之一是生产环境中的经常和重复出现的污染，如果在涂布、印刷或层压工序前材料表面有污染，生产效益将会被严重影响。
本文将注重污染的影响；污染的主要来源及其可能引发的问题；并建议减小污染问题的可行性解决方案。
污染如何影响模块的生产，依赖于生产哪一种模块太阳能模块。模块的生产有三种：
第一代太阳能电池 ? 硅片 ? 尘埃和污物能够影响丝网印刷过程，引发许多问题像是‘立碑现象’、开路和短路等。当锡焊接点中的污染物挥发和快速膨胀将导致漏焊和干焊。太阳能电池然后被封装在EVA薄膜中。如果薄膜和电池之间有灰尘或污染颗粒，因为遮挡阳光，最终产品的工作效率会降低。即使是肉眼看不见的微小污染颗粒，因为会有‘帐篷效应’能够在复压的表面出现‘鱼眼’，能够产生视觉上的次品。这些都是生产厂要尽量避免的。
第二代太阳能电池 ? 真空合金 ? 更加高效，但是在进入沉积工序前基片的表面必须是非常清结的。如果有污染颗粒出现在连线电路中，会出现和第一代工艺一样的问题，例如‘鱼眼’和‘立碑’等。同样，如果要达到最佳的电池工作效率，在封装阶段中玻璃或薄膜表面必须被清洁。
第三代太阳能电池利用与为电子行业类似丝网印刷技术。通常这类电池没有第一代和第二代高效，所以不要因为污染物而更加降低其效率是非常重要的。所以，基片和模版必须在每个印刷步骤之前彻底的清洁。一般用于丝网印刷的基片是塑料材料或金属箔片，这些进入涂布或沉积前的基片从制造厂直接到达，通常都会带有污染残留物。例如，塑料薄膜一般会根据客户要求被裁切成不同的尺寸，碎屑很可能残留在材料的表面，静电吸引尘埃也是一个严重的问题。
污染不仅仅是在生产过程中引起问题。如果污染物是导电材料能造成成品腐蚀，可能只有在产品的后期，当存放在库房的时候才会被发现。所以怎样做才能最小化因为污染而对太阳能电池生产的影响呢？许多生产厂借鉴以经被半导体行业证实的技术 ? 接触式清洁技术。
利用接触式清洁设备能够清除硅片、玻璃或EVA薄膜等基材表面的小到1位微米的松动污染颗粒，而不损伤基材表面。接触式清洁设备全球领导供应商Teknek，利用其特制的胶辊从基材表面清除污染颗粒，然后将其转移到粘尘卷，作最终的处理和分析。Teknek的最新Nanocleen技术甚至可以高效清除小到纳米级的污染颗粒（详见）。在每个可能出现材料表面污染的工序使用接触式清洁机，可以显著提高生产效益和太阳能电池的功效。与其它清洁方式例如非接触吸尘或吹气技术相比，因为其很难有效突破基片表面的空气界限层，所以不能有效清除微小的污染颗粒，接触式清洁已经被证实是最高效的表面除尘、清洁方式。
随着原材料价格的不断提高，太阳能电池生产厂必须要找到适合自己的提高生产效益和减少浪费的方法。污染物对生产效率和太阳能电池本身的效率都有重要的影响。接触式清洁技术为提高生产和电池的效率提供了一个最佳的可选解决方案。
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