什么是薄膜太陽能電池

薄膜太陽能電池是緩解能源危機的新型光伏器件。薄膜太陽能電池可以使用在價格低廉的陶瓷、石墨、金屬片等不同材料當基板來制造，形成可產生電壓的薄膜厚度僅需數μm，目前轉換效率最高可以達13%。薄膜電池太陽電池除了平面之外，也因為具有可撓性可以制作成非平面構造其應用范圍大，可與建筑物結合或是變成建筑體的一部份，應用非常廣泛。

歷史背景

隨著煤、石油、天然氣等能源日益枯竭和環境污染日益加劇，人們迫切需要尋找清潔可再生新能源。作為地球無限可再生的無污染能源———太陽能的應用日益引起人們的關注，將太陽能轉化為電能的太陽能電池的研制得到了迅速發展。目前以商品化的晶體硅太陽能電池的光電轉化效率最高，但受材料純度和制備工藝限制，成本高，很難再提高轉化效率或降低成本。薄膜太陽能電池只需幾μm的厚度就能實現光電轉換，是降低成本和提高光子循環的理想材料。

制造技術

薄膜太陽電池可以使用在價格低廉的玻璃、塑料、陶瓷、石墨，金屬片等不同材料當基板來制造，形成可產生電壓的薄膜厚度僅需數μm，因此在同一受光面積之下可較硅晶圓太陽能電池大幅減少原料的用量（厚度可低于硅晶圓太陽能電池90%以上），目前實驗室轉換效率最高已達20%以上，規模化量產穩定效率最高約13%。薄膜太陽電池除了平面之外，也因為具有可撓性可以制作成非平面構造其應用范圍大，可與建筑物結合或是變成建筑體的一部份，在薄膜太陽電池制造上，則可使用各式各樣的沉積（deposition）技術，一層又一層地把p-型或n-型材料長上去，常見的薄膜太陽電池有非晶硅、CuInSe2 （CIS）、CuInGaSe2 （CIGS）、和CdTe.。等。

模塊結構

薄膜太陽能模塊是由玻璃基板、金屬層、透明導電層、電器功能盒、膠合材料、半導體層。。等所構成的。

產品應用

半透明式的太陽能電池模塊：建筑整合式太陽能應用（BIPV）

薄膜太陽能之應用：隨身折迭式充電電源、軍事、旅行

薄膜太陽能模塊之應用：屋頂、建筑整合式、遠程電力供應、國防

厚度比較

晶體硅（180～250μm）、單結非晶硅薄膜（600nm），疊層非晶硅薄膜（400nm~500nm）。

特色

1.相同遮蔽面積下功率損失較小（弱光情況下的發電性佳）

2.照度相同下損失的功率較晶圓太陽能電池少

3.有較佳的功率溫度系數

4.較佳的光傳輸

5.較高的累積發電量

6.只需少量的硅原料

7.沒有內部電路短路問題（聯機已經在串聯電池制造時內建）

8.厚度較晶圓太陽能電池薄

9.材料供應無慮

10.可與建材整合性運用（BIPV）

原理概述

電池是一種能量轉化與儲存的裝置。它通過反應將化學能或物理能轉化為電能。電池即一種化學電源，它由兩種不同成分的電化學活性電極分別組成正負極，兩電極浸泡在能提供媒體傳導作用的電解質中，當連接在某一外部載體上時，通過轉換其內部的化學能來提供能。作為一種電的貯存裝置，當兩種金屬（通常是性質有差異的金屬）浸沒于電解液之中，它們可以導電，并在“極板”之間產生一定電動勢。電動勢大小（或電壓）與所使用的金屬有關，不同種類的電池其電動勢也不同。

電池的性能參數主要有電動勢、容量、比能量和電阻。

電動勢等于單位正電荷由負極通過電池內部移到正極時，電池非靜電力（化學力）所做的功。電動勢取決于電極材料的化學性質，與電池的大小無關。

電池所能輸出的總電荷量為電池的容量，通常用安培小時作單位。電池的能量儲存有限。電池的容量與電極物質的數量有關，即與電極的體積有關。

在電池反應中，1千克反應物質所產生的電能稱為電池的理論比能量。電池的實際比能量要比理論比能量小。因為電池中的反應物并不全按電池反應進行，同時電池內阻也要引起電動勢降，因此常把比能量高的電池稱做高能電池。

電池的面積越大，其內阻越小。

實用的化學電池可以分成兩個基本類型：原電池與蓄電池。原電池制成后即可以產生電流，但在放電完畢即被廢棄。蓄電池又稱為二次電池，使用前須先進行充電，充電后可放電使用，放電完畢后還可以充電再用。蓄電池充電時，電能轉換成化學能；放電時，化學能轉換成電能。