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碲化鎘電池還可以怎么降成本
如果國內掌握了大規(guī)模、穩(wěn)定、連續(xù)生產的技術,可以充分利用國內健全的產業(yè)鏈,進一步降低薄膜光伏生產成本,技術方面碲化鎘仍然有很大的提升空間,雖然從2011年以來碲化鎘電池實驗室效率紀錄已經九次被打破了,但是仍然有比較大的提升空間。
電池當前的世界紀錄和理論值間的差距,碲化鎘有八個百分點,還有比較大的提升空間。晶體硅只有四個百分點左右,銅銦鎵硒的提升空間也有八個百分點左右,但是生產可行性有待解決,需要在降低生產成本上做進一步的研究投入。碲化鎘生產成本已經比較低,效率也還有比較大的提升空間。2011年以來的效率提升都是在電流提高上做的工作,且已經做到理論極限,接下來必須在提高電壓方面進行研究工作。
碲化鎘的實驗室技術自2015年以來有很多突破,美國亞利桑那州立大學用分子束外延技術制備出碲化鎘單晶薄膜器件少子壽命達到3.6微秒,這個指標比GaAs還高;開路電壓高達1.12伏,比傳統(tǒng)的0.8~0.9V有明顯提高,已經做到了理論開壓的90%以上。這從原理上證明碲化鎘材料作為光伏半導體材料沒有本征缺陷,是一種優(yōu)秀的光伏材料。
接下來的任務是將單晶里面高開壓碲化鎘的技術轉移到多晶薄膜中,科羅拉多州立大學在碲化鎘薄膜中,使用氧化鋁雙面鈍化技術,獲得了最高的載流壽命達到430納秒,2001年的世界紀錄碲化鎘電池的載流子壽命只有10納米,現在已經提高了一個數量級。多晶碲化鎘薄膜電池開壓普遍超過900mV已經是可以指日可待了,已有明確的進一步提高電壓和效率的技術路徑。
碲化鎘電池的優(yōu)勢
一、碲化鎘電池成本相對晶硅電池更低,所需材料厚度只有晶硅的1%。
二、碲化鎘電池需要的純度大概是四個9到五個9,晶體硅需要六個9以上,純度越高材料成本越高,所以材料成本有一定的優(yōu)勢。
三、高溫高濕的環(huán)境下,碲化鎘電池相對同效率晶硅組件有更多的發(fā)電量,最多總發(fā)電量可超過晶硅20%,普遍可以多發(fā)3%到5%。
四、碲化鎘電池生產時間短,只需要2-3小時,度電成本上已經做到人民幣5毛錢以下。
五、效率提升的速度最近幾年比較快,未來提升的空間比晶硅電池大。
當然,這不是說碲化鎘要替代晶體硅,但是如果市場規(guī)模增大一個數量級,可以給市場帶來另一個可靠的選擇。