什麼是薄膜太陽能板
1. 什麼是薄膜太陽能板？
與由單晶矽或多晶矽製成的第一代太陽能電池不同，薄膜太陽能板是在由各種玻璃、塑膠或金屬組成的表面上使用單層或多層光伏元件來製造的，以轉換陽光轉化為電能。 薄膜太陽能技術最常用的是碲化鎘（CdTe）、銅銦鎵硒（CIGS）、非晶矽（a-Si）和砷化鎵（GaAs）。
2 薄膜太陽能板的結構
薄膜太陽能板由大量薄膜太陽能電池組成，利用太陽的光能（光子）透過光伏效應發電 它還包括各層、背板和接線盒，它們共同運作以確保太陽能電池板的正常運作。
什麼是薄膜太陽能電池？
薄膜太陽能電池是透過光伏效應將太陽光轉化為電能的電子設備。 此外，薄膜電池通常可以在大面積製程中製造，這可以是自動化、連續的生產流程。
此外，薄膜太陽能電池板使用一層薄薄的透明導電氧化物（例如氧化錫）來工作。 薄膜電池由許多微小的半導體材料晶粒製成，以便更好地與稱為異質結的界面產生電場。 一般來說，這種薄膜裝置可以製成單一單元，即單片，在某些基底上依序沉積一層又一層，包括沉積抗反射塗層和透明導電氧化物。
什麼是圖層？
通常，薄膜太陽能板的頂部有一個非常薄（小於 0.1 微米）的層，稱為「窗口」層，僅吸收光譜高能端的光能。 它必須足夠薄並具有足夠寬的帶隙（2.8 eV 或更大），以便讓所有可用的光通過界面（異質結）到達吸收層。 視窗下方的吸收層，通常是摻雜的p型，具有高電流吸收率（吸收光子的能力）和合適的帶隙以提供良好的電壓。
什麼是背板？
作為聚合物或聚合物與各種添加劑的組合，背板旨在在太陽能電池和外部環境之間提供屏障。 由此我們可以看出，背板是太陽能板耐用性、效率和壽命的關鍵組成部分。
什麼是接線盒？
接線盒作為用於容納和保護電氣連接的電氣外殼，專門設計用於為電氣連接提供安全可靠的環境，以防止意外接觸帶電電線並簡化未來的維護或維修。 通常光伏接線盒安裝在太陽能板的背面，作為其輸出介面。 大多數光電模組的外部連接都使用 MC4 連接器，以方便與系統其餘部分的防風雨連接。 也可以使用USB電源接口。
3 薄膜太陽能板的發展歷史
薄膜太陽能板的歷史可以追溯到1970年代，當時研究人員開始首次探索利用半導體薄膜（a-Si）來利用太陽能，當時人們對薄膜技術的商業用途產生了興趣航空航天應用促進了非晶矽薄膜太陽能元件的發展。
在1980年代，技術的進步促進了現有薄膜材料擴展到新材料，例如碲化鎘（CdTe）和銅銦鎵硒（CIGS），它們具有更高的轉換效率和更低的生產成本。
1990 年代和 2000 年代是新型第三代太陽能材料探索取得重大進展的時期，這些材料有可能克服傳統固態材料的理論效率限制。 開發出染料敏化太陽能電池、量子點太陽能電池等眾多新產品。
在 2010 年代和 2020 年代初，薄膜太陽能技術的創新包括努力將第三代太陽能技術擴展到新應用並降低生產成本。 2004年，國家再生能源實驗室（NREL）的CIGS薄膜組件實現了19.9%的世界紀錄效率。
如今，柔性有機薄膜太陽能電池整合到製造中，使其成為比傳統矽面板更好的選擇。 同年的市場份額，包括公用事業規模生產的 30%。
4.太陽能板的類型
用於製造薄膜太陽能電池的材料有多種，依其原料可分為四種
l 碲化鎘 (CdTe) 薄膜板是一種太陽能電池板，它使用沉積在玻璃或不銹鋼等基板材料上的薄層碲化鎘作為半導體材料。 它們不僅重量輕、易於安裝，而且在低光源條件下也能產生高能量，這意味著它們即使在陰天或陰天也能發電。 據估計，在標準測試條件（STC）下，CdTe薄膜太陽能板的效率達到19%，但單一太陽能電池的效率達到22.1%。 然而，人們對鎘的毒性存在一些擔憂，因為它是一種重金屬，如果處理不當，可能會造成環境破壞。
l 銅銦鎵硒（CIGS）薄膜面板是透過濺鍍製程在基板上放置鉬（Mo）電極層而製成的 與其他光伏技術相比，它們具有較高的效率，未來可實現33%的理論效率。 此外，它們不易破裂或斷裂且易於操作。 然而，儘管有這些優點，但成本比其他技術相對昂貴，這可能會阻礙其進一步發展。
l 非晶矽 (a-Si) 薄膜面板透過加工玻璃板或柔性基板以及 p-i-n 或 n-i-p 配置來製造。 非晶矽薄膜面板的優點包括其靈活性和輕質結構，這使得它們非常適合便攜式應用，例如露營或為遠端感測器供電。 然而，由於這些面板的導電玻璃價格昂貴且工藝緩慢，其價格相對昂貴，接近0.69美元/W。
l 砷化鎵（GaAs）薄膜板的製造流程比普通薄膜太陽能電池更為複雜。 值得一提的是，它們的效率高達 39.2%，並且更耐熱、更耐濕。 然而，製造時間、材料成本和高生長材料使其成為較不可行的選擇。
5.薄膜太陽能板的應用
作為矽光伏的新興替代品，薄膜太陽能板主要應用於以下領域。
l 光電建築整合（BIPV）
由於薄膜光伏板比矽板輕 90%，因此 BIPV 是一種開始在全球廣泛流行的應用，其中太陽能電池板安裝在屋頂瓦片、窗戶、弱結構等上。 此外， 某些類型的薄膜光電可以製成半透明，這有助於保持家庭和建築物的美觀，同時允許太陽能發電。
l 空間應用
薄膜太陽能板，特別是CIGS和GaAs太陽能板，由於具有輕質、高效能、工作溫度範圍寬、甚至抗輻射損傷等優點，成為太空應用的理想選擇。
l 車輛及船舶應用
薄膜太陽能電池板的常見應用是在車輛車頂（特別是房車或巴士）以及船隻和其他船隻的甲板上安裝柔性光伏組件，這些組件可以用於供電，同時保持美觀。
l 便攜式應用程式
它的便攜性和尺寸為其在小型自供電電子和物聯網（IoT）領域提供了永續發展，預計在未來幾年將大幅成長。 隨著其進步，它可能會進一步應用於偏遠地區，包括可折疊太陽能電池板、太陽能充電寶、太陽能筆記型電腦等。
6.薄膜太陽能板的發展趨勢
隨著全球對太陽能的接受度不斷提高、嚴格的能源限制的實施以及政府加大綠色能源併網力度，預計到2030年薄膜太陽能電池板的市場規模將達到271.1億美元左右，複合年增長率高達8.29% 2022年至 2030 這一增長是由其優勢和 R 推動的&D，由於它們非常經濟且易於製造，因此使用較少的材料並產生較少的廢物。 還有R&D 增強太陽能電池的耐用性和性能也將為市場成長創造新的機會。
然而，機會與挑戰並存。 激烈的競爭、不斷變化的監管環境以及稀缺的資金和資源意味著它們目前可能無法佔據相當大的全球市場份額。
7 薄膜太陽能板投資分析
近年來，薄膜太陽能電池市場似乎在發展，這是由多種因素推動的。
l 產品類型分析
2018年，CdTe發電的價格明顯低於或與傳統化石燃料能源持平。 由於其無毒、廉價的營運和生產成本，目前碲化鎘類別在全球薄膜太陽能電池市場中佔據主導地位，預計在整個預測期內它將繼續以最快的速度成長。
l 最終使用者分析
為降低安裝和維護成本而不斷進行的開發和研究可能會刺激消費者需求。速度發展。 由於薄膜太陽能板的降解速度要慢得多，因此它們提供了傳統晶矽太陽能電池板的潛在替代品。
l 區域分析
2022年，亞太地區是全球薄膜太陽能電池最大的地區，預計將繼續以最高的速度擴張，這是由多種因素推動的。 例如，作為全球最大的太陽能光電市場，中國將在2030年將再生能源的目標從20%提高到35%。 中國公用事業規模的太陽能光電設施大多採用薄膜技術。 此外，日本也宣布打算今後僅使用永續電力。
8 高品質薄膜太陽能板需要考慮的事項
購買太陽能電池板時，不僅要考慮價格和質量，還應考慮其他因素。
l 效率: 高效率可以將更多的太陽能轉換為電能。 通常具有較高濃度的載流子可以透過增加電導率來提高太陽能電池的效率。 在太陽能電池中添加聚光器不僅有助於提高效率，還可以減少生產電池所需的空間、材料和成本。
l 耐用性和使用壽命: 一些薄膜模組也存在著在各種條件下退化的問題。 在所有材料中，CdTe 表現出最佳的抗性能隨溫度下降的能力。 與其他薄膜材料不同，CdTe 對溫度和濕度等環境條件具有相當的彈性，但柔性 CdTe 面板在施加應力或應變下可能會出現性能下降。
l 重量: 它是指薄膜太陽能板的密度。 一般來說，薄膜太陽能板的重量很輕，因此您不必擔心屋頂上會承受自重。 儘管如此，在選擇時仍需考慮重量，以確保安裝時不會超載。
l 溫度: 這意味著薄膜太陽能電池板可以工作的最低和最高溫度。 一般來說，所有最好的薄膜太陽能板的最低溫度被認為是-40°C，最高溫度是80°C。
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