全新黑科技：薄膜光伏進(jìn)入生活應(yīng)用場景

    薄膜光伏顧名思義就是將一層薄膜制備成太陽能電池，其用硅量極少，更容易降低成本，同時它既是一種高效能源產(chǎn)品，又是一種新型建筑材料，更容易與建筑**結(jié)合。
    薄膜光伏是一項(xiàng)采用薄層材料，運(yùn)用電子半導(dǎo)體和光學(xué)原理的技術(shù)?？紤]成本效益，薄膜光伏電池被采納且???用于**代和第三代太陽能光伏發(fā)電技術(shù)之中。同時，它也被視為一種有效的可用于樓房綜合應(yīng)用的產(chǎn)品。
    在國際市場硅原材料持續(xù)緊張的背景下，薄膜太陽電池已成為國際光伏市場發(fā)展的新趨勢和新熱點(diǎn)。已經(jīng)能進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的薄膜電池主要有3種：硅基薄膜太陽能電池、銅銦鎵硒薄膜太陽能電池（CIGS）、碲化鎘薄膜太陽能電池（CdTe）。
    新興的光伏應(yīng)用，例如室內(nèi)能量收集和建筑集成光伏，有特定的要求，可以使“薄膜”替代品蓬勃發(fā)展。薄膜光伏可以提供幾個獨(dú)特的優(yōu)勢，例如重量更輕、室內(nèi)光轉(zhuǎn)換效率更高、制造更簡單，以及可能比傳統(tǒng)硅光伏更低的成本。
    光伏多元化進(jìn)入新興市場
    薄膜光伏預(yù)計(jì)將在未來幾年獲得巨大的推動，薄膜領(lǐng)域取得了長足的進(jìn)步，效率提高，制造工藝變得更便宜和更精簡。由于其剛性、體積和重量，傳統(tǒng)硅PV不適合的新應(yīng)用正在開發(fā)中。這些應(yīng)用包括建造集成光伏，其中面板連接到建筑物的側(cè)面。某些類型的薄膜PV可以制成半透明且非常輕巧，這使得它們在美學(xué)上不那么突兀，并且非常適合部署在窗戶上。

    其他新興應(yīng)用屬于小型自供電電子產(chǎn)品和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)領(lǐng)域，隨著“智能”電子產(chǎn)品在日常生活中變得越來越普遍，預(yù)計(jì)未來幾年該領(lǐng)域?qū)⒋蠓鲩L。輕質(zhì)薄膜微型模塊可用于為此類設(shè)備供電，并可作為電池或大量布線的更便宜、更持久的替代品。許多家用和零售設(shè)備，如溫度、濕度、運(yùn)動和**傳感器，在未來十年可能會變得越來越“智能”，并且能夠?qū)?shù)據(jù)傳輸?shù)皆埔詫?shí)現(xiàn)更強(qiáng)大的功能。這通常被稱為物聯(lián)網(wǎng)(IoT)，代表了薄膜光伏的巨大機(jī)遇。

    什么將主導(dǎo)薄膜市場？
    目前，薄膜市場以碲化鎘（CdTe）為主，其次是銅銦鎵硒（CIGS）。CdTe在美國用于40%的公用事業(yè)規(guī)模光伏發(fā)電。盡管對稀有元素碲的使用存在擔(dān)憂，但預(yù)計(jì)CdTe市場將在強(qiáng)勁的投資和目前已經(jīng)開始實(shí)施的回收計(jì)劃的創(chuàng)建之后保持其地位。
    另一方面，CIGS技術(shù)一直受到商業(yè)失敗的困擾，*大的制造商已于2022年6月退出市場。預(yù)計(jì)未來幾年CIGS將被鈣鈦礦光伏技術(shù)超越，這是一項(xiàng)非常年輕且令人興奮的技術(shù)，在短短幾年內(nèi)就顯示出顯著的效率提升，其創(chuàng)紀(jì)錄的效率已經(jīng)與硅光伏相提并論，這是一項(xiàng)經(jīng)過數(shù)十年研究的技術(shù)。鈣鈦礦光伏非常適合戶外高功率密度應(yīng)用以及室內(nèi)能量收集和為小型電子設(shè)備供電。
    無處不在的薄膜光伏太陽能技術(shù)
    有機(jī)光伏和染料敏化太陽能電池是已經(jīng)在室外和室內(nèi)應(yīng)用中小規(guī)模商業(yè)化的競爭者。由于有機(jī)和染料敏化太陽能電池的壽命通常為5年，因此它們更適合為短期使用的電子設(shè)備供電，而不是為預(yù)計(jì)可持續(xù)超過15年的大面積戶外能量收集單元供電。因此，應(yīng)用范圍受到限制。
    隨著國家和行業(yè)競相實(shí)現(xiàn)凈零排放，全球能源的脫碳正在向前推進(jìn)。雖然硅光伏對消費(fèi)者來說是負(fù)擔(dān)得起的并且效率很高，但其應(yīng)用范圍受到其重量、尺寸和剛度以及復(fù)雜的制造工藝的限制。薄膜替代品具有許多優(yōu)勢，可以克服這些限制并迎合新興應(yīng)用，例如建筑集成光伏和室內(nèi)能量收集。
   
    突破能效與穩(wěn)定性挑戰(zhàn)
    不穩(wěn)定性對模塊的電子和光學(xué)特性具有嚴(yán)重的破壞性影響。存在幾種影響鈣鈦礦模塊穩(wěn)定性和壽命的退化源。這些可以分為兩類——內(nèi)在的和外在的。內(nèi)在不穩(wěn)定性是由缺陷和離子通過細(xì)胞層的遷移引起的。外部不穩(wěn)定性是大氣污染的結(jié)果，例如熱、濕氣、氧氣和紫外線輻射。
    如何解決穩(wěn)定性挑戰(zhàn)？有兩種方法。首先是封裝電池以防止環(huán)境元素的進(jìn)入。氧氣和水的透過率必須極低，并且封裝材料必須對可見光光學(xué)透明，理想情況下對紫外光不透明。在IDTechEx報(bào)告，“鈣鈦礦光伏2023-2033”，不同的傳統(tǒng)和新興封裝方法通過其適用性進(jìn)行識別和基準(zhǔn)測試。**種方法涉及調(diào)整鈣鈦礦的化學(xué)成分以提高材料的電阻。俗話說，沒有好東西是免費(fèi)的。改變化學(xué)成分可以提高太陽能電池的穩(wěn)定性，但可能會影響其他性能，例如效率和吸收光譜。封裝技術(shù)和材料工程對于防止鈣鈦礦薄膜的降解至關(guān)重要。解決這些高價值問題是一個引人注目的商業(yè)機(jī)會。

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