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电池少得多,且易于实现大规模生产。薄膜电池主要有非晶硅薄膜电池、多晶硅薄膜电池、碲化镉以及铜铟硒薄膜电池。我国南开大学于20世纪80年代末开始研究铜铟硒薄膜电池,目前在该研究领域处国内领先、国际先进地位。其制备的铜铟硒太阳电池的效率已经超过12。铜铟硒薄膜太阳电池的试生产线亦已建成。我国在染料敏化纳米薄膜太阳电池的科学研究和产业化研究上都与世界研究水平相接近。在染料敏化剂、纳米薄膜修饰和电池光电效率上都取得与世界相接近的科研水平,在该领域其有一定的影响。其唯一的问题是材料的来源,电池中的一些元素如铟、镓等属于稀有元素,导致了这种电池价格昂贵,从而限制了其大规模的生产应用。但是镉的剧毒性让人们对它望而却步,进而制约了以CdS和CdTe等为材料的电池的发展。GaAs、I
GaAs、CIGS、I
GaAs等电池具有较高的转化效率和稳定性。其唯一的问题是材料的来源,电池中的一些元素如铟、镓等属于稀有元素,导致了这种电池价格昂贵,从而限制了其大规模的生产应用。
(三)第三代太阳能电池第三代太阳电池必须具有以下条件:薄膜化,转换效率高,原料丰富且无毒。目前第三代太阳电池还在进行概念和简单的试验研究。已经提出的第三代太阳电池主要有叠层太阳电池、多带隙太阳电等。虽然太阳能电池材料的研究已到
f了第三个阶段,但是在工艺技术的成熟程度和制造成本上,都不能和常规的硅太阳能电池相提并论。硅太阳能电池的制造成本经过几十年的努力终于有了大幅度的降低,但是与常规能源相比,仍然比较昂贵,这又限制了它的进一步大规模应用。鉴于此点,开发低成本,高效率的太阳能电池材料仍然有很长的路要走。在制备过程中加入了有机物和实施了纳米技术,为了进一步改善前两代电池存在问题,使电池的光电性能及转换效率得到提高,近些年各国科学界将研究重点放到了叠层式薄膜太阳能电池的研究。由于在研发试验过程中表现出比前两代电池具有更强的优势和应用前景。目前已知电池种类有光化学太阳能电池、染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池、纳米晶太阳能电池。其中有机物和无机物的优势结合在一起就形成了有机无机杂化太阳能电池。电子传输层一般是用TiO2作为基底材料,这种无空穴传输层的电池的光电转换效率和稳定性相比之前几代都有所提高。有机太阳能电池是近些年来发展起来的一种新的太阳能电池但由于其载流子迁移率低的不足,使得有机聚合物太阳能电池短时间内实现产业化很难。
二、太阳能电池的r
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