碲化镉与铜铟镓硒对比报告.pdf

1 / 3东方富海2012 年 5 月 22 日碲化镉与铜铟镓硒对比报告主要特点对比项目碲化镉（ CdTe ）铜铟镓硒 (CIGS) 成本生产成本大大低于晶体硅和其他材料的太阳能电池技术成本只是晶体硅太阳电池的三分之一转换效率17%（实验室）大约10%（商用）20%（实验室），大约 12% （商用）光电转换效率居各种薄膜太阳电池之首，接近于晶体硅太阳电池优点太阳的光谱最一致，标准工艺， 低能耗，可回收， 强弱光均可发电，温度越高表现越好稳定性高，抗辐射能力强缺点原材料储量有限，材料有毒投资成本高、 关键原料供应不足、材料有毒性其他注：科技发展迅速，数据可能不精准薄膜光伏太阳能电池学术界和产业界普遍认为太阳能电池的发展已经进入了第三代第一代为单晶硅太阳能电池，第二代为多晶硅、非晶硅等太阳能电池，第三代太阳能电池就是薄膜太阳能电池薄膜光伏太阳能电池（TF PV ）已经是光伏技术中最耀眼的一员，其生产份额不断扩张TF PV以其低成本、 低重量和灵活性而发展TF PV太阳能电池有几种不同种类，包括 铜铟镓硒 （CIGS ）薄膜太阳能板和碲化镉（ CdTe ）太阳能板根据《走向成功的薄膜光伏》和《薄膜、有机、可印刷光伏市场：2007-2015 》研究报告中的预测，由于采用简单印刷和roll-to-roll （R2R ）制造工艺降低了成本，新产能的增加，以及通过技术改进提高了效率，这些都将使得TF PV 成为市场的主要角色， TF PV 太阳电池 将取代 目前市场上由传统的晶硅制造的PV 面板而成为 主流技术 。

铜铟镓硒CIGS 电池 具有与多晶硅太阳能电池接近的效率，具有 低成本 和高稳定性 的优势， 并且产业化瓶颈已经突破， 在晶体硅太阳能电池原材料短缺的不断加剧和价格的不断上涨背景下，很多公司投入巨资， CIGS 产业呈现出蓬勃发展的态势目前全球有30 多家公司置身于CIGS 产业，但真正进入市场开发的公司只有德国的Wuerth（伍尔特） 、 Surlfulcell ， 美国的 Global Solar Energy，日本的 Honda （本田）、Showa Solar Shell 2006 年、 2007 年世界 CIGS 电池组件产能分别为 17.5MW 、60.5MW ，在世界光伏市场上占据的份额很小中国的 CIGS 产业远远落后于欧美和日本等国家和地区，南开大学以国家“ 十五 ”“863”计划为依托，建设 0.3MW中试线，现已制备出30cm × 30cm 效率为 7% 的集成组件样品2008 年 2 月，山东孚日光伏科技有限公司宣布与德国的Johanna合作，独家引进了中国首条CIGSSe （铜铟镓硫硒化合物）商业化生产线2 / 3东方富海2012 年 5 月 22 日预计未来几年，CIGS （铜铟镓硒）薄膜太阳能电池的销售将会加速增长，到 2015 年， CIGS 将占薄膜太阳能电池市场的43.3% 。

优点：CIGS 电池具有 性能稳定 、抗辐射能力强等优势， 光电转换效率在各种薄膜太阳能电池中也名列前茅 ，已接近于晶体硅太阳能电池的转换效率，成本却是其1/3 另外，CIGS 还有 光吸收能力强 （还可以涵盖波长在700~1200nm 之间的红外光区域），能源回收周期短（晶硅太阳能电池的回收期间为2-4 年，而薄膜太阳能电池为1-2 ）的优点正是因为性能优异，CIGS 电池被国际上称为下一代的廉价太阳能电池， 无论是在地面阳光发电还是在空间微小卫星动力电源的应用上都具有广阔的市场前景铜铟镓硒太阳能电池板也可做成柔性，其均匀的颜色和稳定的性能，更加适合与建筑一体化的应用，因此，光伏建筑市场将是该类电池的主要市场缺点：制程复杂，投资成本高关键原料的供应不足缓冲层 CdS具有潜在的毒性CIGS薄膜太阳能电池的主要成分包括Cu、In 、Ga、Se等稀有金属和有毒物质，因此寻找新型安全、廉价、无毒的替代材料成为研究热点目前主流的高性能CIGS电池制备工艺都要求高真空，使电池的成本难以下降，因此在CIGS电池的产业化发展的过程中，开发诸如电沉积、微粒沉积等非真空的低成本制备工艺也是CIGS太阳能电池研究的发展方向。

碲化镉人们认为，碲化镉薄膜太阳能电池是太阳能电池中最容易制造的, 因而它向商品化进展最快碲化镉薄膜太阳能电池在全球市场占有率上已经开始向传统晶体硅太阳能电池发起了挑战，碲化镉薄膜太阳能电池的领军企业美国First Solar公司一度成为全球市值最高的太阳能电池企业近年来， 已经有许多国家的研究小组已经能够制造出转换效率12% 以上的碲化镉薄膜太阳能电池中国 CdTe薄膜电池的研究工作开始于上世纪80 年代初 90 年代后期，四川大学太阳能材料与器件研究所， 在冯良桓教授的带领下在我国开展了碲化镉薄膜太阳能电池的研究，并取得很好的成绩最近电池转换效率已经突破13.38%，进入了世界先进行列十五”期间，CdTe电池研究被列入国家高技术研究发展计划“863”重点项目我国正处于实验室基础研究到应用产业化的快速发展阶段，CdTe 电池的研究，今年的四川阿波罗太阳能科技开发股份有限公司新型薄膜CdTe/CdS太阳能电池核心材料产业化（为期两年，将建设拥有年产碲化镉50 吨的生产线、硫化镉 10 吨生产线）优点碲化镉薄膜太阳能电池在生产成本大大低于晶体硅和其他材料的太阳能电池技术，其次它和太阳的光谱最一致，可吸收95% 以上的阳光。

标准工艺，低能耗，生命周期结束后，可回收 ，强弱光均可发电，温度越高表现越好缺点碲的储量有限碲是地球上的稀有元素，发展碲化镉薄膜太阳能电池面临的首要问题就是地球上碲的储藏量是否能满足碲化镉太阳能电池组件的工业化规模生产及应用过去碲是以铜，铅，锌等矿山的伴生矿副产品形式，也就是矿渣，以及冶炼厂的阳极泥等废料的形式存在虽然据相关报道，地球上已知有碲十数万吨，且130~140 公斤碲即可以满足1MW3 / 3东方富海2012 年 5 月 22 日碲化镉薄膜太阳能电池的生产需要，但是跟硅的储量根本无法相提并论镉可能的危害由于碲化镉薄膜太阳能电池含有重金属元素镉，使很多人担心碲化镉太阳能电池的生产和使用对环境的影响多年来，一些公司和专家不愿步入碲化镉太阳能电池的开发和生产就是因为这个原因但研究表明， 碲化镉太阳能电池的镉释放量相对于石油，天然气要少，在生产、使用等方面是环境友好的附注：材料效率（ %）利用状况镓硒/磷化铟 /锗混合材料35 仅实验室镓硒25 除某些空间利用外尚未广泛应用磷化铟22 仅实验室晶硅25 PV 市场中最常用的材料多晶硅20 广泛应用铜铟镓硒20 TF PV 市场中份额正在增长碲化镉17 TF PV 场中增长迅速，但大多来自一家公司非晶硅10 TF PV 中最为常见有机材料4-8 尚未应用，但有几家公司正积极尝试商业化。