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【技术前沿】太阳能电池转换效率排行一览


来源:OFweek太阳能光伏网 2013-10-08 10:44:26
摘要:对于太阳能电池而言,最重要的参数是光电转换效率。下面,OFweek太阳能光伏网小编根据目前公布的太阳能电池实际应用可达到的转换效率数据,分别罗列了一下单晶硅、多晶硅电池转换效率较高的企业。

OFweek太阳能光伏网讯:太阳能发电之所以能备受推崇、越发广泛利用,很大一部分原因在于它是一种可再生的环保发电方式,发电过程中不会产生二氧化碳等温室气体,不会对环境造成污染,也因此被广泛推广。从当前的太阳能电池种类来看,包括了晶体硅电池、薄膜电池以及其他材料电池。其中硅电池又分为单晶电池、多晶电池和无定形硅薄膜电池等。

  对于太阳能电池而言,最重要的参数是光电转换效率,在实验室所研发的硅基太阳能电池中,单晶硅电池效率为25.0%,多晶硅电池效率为20.4%,CIGS薄膜电池效率达19.6%,CdTe薄膜电池效率达16.7%,非晶硅(无定形硅)薄膜电池的效率为10.1%,而在实际应用中效率略低这一水平。

太阳能电池转换效率

  我们熟知的晶硅电池分为单晶和多晶,区别在于所用硅片。单晶硅片由多晶硅原料经拉晶炉拉成单晶棒后再切片制成,多晶硅片是由多晶硅料经铸锭炉铸成多晶硅锭后再切片制成。由于多晶硅电池的制作工艺与单晶硅电池差不多。但就转换率看,目前单晶硅电池转换率普遍在16%~18%,多晶硅电池普遍转换率在15%~16%。从制作成本比较,多晶硅电池要便宜一些,材料制造简便,节约电耗,总的生产成本较低,得到了大量发展。因此多晶硅电池占到晶硅电池量的2/3,占太阳能电池市场份额55%以上。但是,多晶硅虽然成本占据优势,除了上述转换率低于单晶硅外,其使用寿命也比单晶硅太阳能电池短。

  下面,OFweek太阳能光伏网小编根据目前公布的太阳能电池实际应用可达到的转换效率数据,分别罗列了一下单晶硅、多晶硅电池转换效率较高的企业。

 

【单晶硅电池】

  博世研发出转换率22.1%单晶硅太阳能电池

  博世太阳能(阿恩施塔特,德国)和哈梅林太阳能研究所(ISFH,Emmerthal,德国)已经使用离子注入指叉背结背接触(IBC)技术,产生出了22.1%的高效晶体硅(C-Si)的太阳能光伏(PV)电池。

  这是一个博世SE和ISFH的IBC技术的联合开发计划。正方形的156毫米太能能板子上的光伏电池已达到5.32瓦峰值输出,创造了单晶硅光伏电池的记录,组织预计使用该技术将实现更高的电池输出。

  博世SE和ISFH的在一份新闻声明表示:“IBC电池是下一代太阳能电池有吸引力的概念,因为前端金属化光学阴影造成的视觉阴影损失是可以避免的,背面侧的金属化可以完全无银的条件下进行。”IBC-细胞应用了新颖和智能模块互连的概念,突出的优点是充分利用高电压,异常高的电流密度和外形美观。

  博世和ISFH的也报告说,他们能够通过使用标准的工业技术和工具,而不是实验室方法来培养这些细胞来生产出这些电池。另外,电池是使用了n型硅晶片根据使用的是标准的Czochralski工艺法生产的。电池的开路电压为676mV,短路电流密度为51.6mA/cm2和占空因数为78.5%。组织状态,他们表示已经确定了潜在的开路电压和填充因子的进一步改善的潜力。

 

中电光伏单晶电池转换率达到20.26%刷新纪录

  中电光伏(CSUN)日前宣布其单晶太阳能电池转换率再创纪录,达20.26%。

  中电光伏称其新款破纪录电池是对公司前几代电池产品--Waratah和QSAR--的结合与突破。通过在传统硅片上使用新结构设计,中电光伏获得了在中国光伏企业内引领转换率水平的ISE认证。公司计划在明年底开始对此新款高效电池进行大规模商业量产,并已然完成了一条70MW的生产线的安装。

  此款高效电池的效率超过了2013年七月国务院针对中国光伏产业颁布的发展指导意见中所设下的20%转换率标准。

  晶澳“博秀”P-型单晶太阳能电池转换效率突破20%

  晶澳太阳能8月宣布公司旗下“博秀”P-型单晶太阳能电池转换效率已突破20%。而此前不久,公司多晶硅太阳能电池效率也已达到业界领先的18.3%。至此,晶澳太阳能旗下单多晶电池转换效率均已超过光伏“国八条”里规定的20%及18%的准入门槛,可谓是意义重大。

  这一新的转换效率记录已经获得德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所(theCalLabofFraunhoferISE)的独立认证,并已成为156P-型单晶硅电池片的业界新标杆。这是继晶澳太阳能近期宣布公司多晶硅电池效率创新高后的又一重大突破,晶澳计划在未来6个月将这一新技术运用于其高效电池及组件的规模化量产中。

 

太阳能电池转换效率

  【多晶硅电池】

  晶澳多晶硅电池转换效率提高至18.3%

  近日,中国企业500强晶龙集团核心子公司---晶澳太阳能公司研发的多晶硅太阳能电池转换效率创业界新纪录,高达18.3%,居世界领先水平。电池的转换效率绝对值上提高了1个百分点,可使成本降低5-7%。

  晶澳公司多晶硅电池18.3%的转换效率,已通过扬州光电产品检测中心的独立认证,超越了之前所有获认证的156多晶电池效率的业界记录,与现在的太阳能电池平均转换效率相比,晶澳研发的技术在转换效率绝对值上提高了1个百分点。太阳能电池提高一个百分点,可使成本降低5-7%。据介绍,今年,晶澳投资1.2亿美元对产品给予升级,新技术不仅将大大增加每平方米电池板的发电量,而且有效降低了每瓦的安装成本。

  晶澳太阳能公司首席科学家及研发中心总经理单伟博士表示:“运用此种改进的高效电池生产技术,我们将规模量产相应的高效光伏组件,为我们的重点客户及项目合作伙伴提供更优异高效的产品。”

  天威“神鸟”多晶硅电池转换效率18%

  用“多晶”的方法制造出“单晶”的电池,在年产能150MW电池生产线上电池平均光电转换率已达到18%,高于同行业1个百分点,最高转换率达到18.55%,处于多晶硅太阳能电池国际领先水平。这就是天威新能源控股公司研发并量产的“神鸟”高效太阳能电池。

  作为衡量太阳能电池性能的核心指标,在“神鸟”电池诞生之前,世界范围内,多晶硅太阳能电池光电转化率最高水平为16.8%。从16.8%到18%,天威新能源将多晶硅电池的光电转化率提高了1.2个百分点。同样一块多晶硅片的发电能力将因此提高7%,这就意味着,一个装配着神鸟电池的太阳能发电厂的净效益将提高7%。

 

京瓷量产转换率达17.8%的多晶硅太阳能电池

  日本媒体日刊工业新闻2012年3月报导,日本第2大太阳能电池厂京瓷(Kyocera)已研发出一款光电转换率达业界最高水准的多晶硅太阳能电池,并预计于2012年度(2012年4月-2013年3月)初期进行量产。报导指出,该款多晶硅太阳能电池将定名为“GAINA”,其转换率较京瓷现行产品高出0.8个百分点至17.8%,以当时量产款多晶硅太阳能电池产品来看,其转换率高居当时的业界之冠。

太阳能电池转换效率

  PS.

  早在展会“PVEXPO2012”(2012年2月29日~3月2日,东京有明国际会展中心)上,美国SunPower就展出了该公司2011年6月发布的单晶型光伏板“E20”(额定输出功率为327W)。此次是首次在日本展出。E20的单元转换效率最大为22.6%,制成面板后的转换效率为20.1%,是当时全球最高水平的产品。据说现今已经可达到24%还多。

  尚德的电池片早在2012年3月12日就宣布通过采用其专利Pluto(冥王星)技术已将光伏电池的转换效率提升至20.3%。现在应该更高了。

  而在电池模块转换效率方面,2013年1月,德国肖特太阳能(SCHOTTSolar)宣布其多晶硅太阳能光伏电池模块转换效率达到了全球最高的18.2%。该模块的最大输出功率为268W。在单晶硅太阳能电池模块方面,美国SunPower公司已经实现了超过20%的模块转换效率。该公司在学会等曾宣布,“作为全球首次超过20%的模块,已经被收录到吉尼斯世界纪录中”。

 

【其他】

  松下开发出转换效率达24.7%的晶体硅太阳能电池

  2013年3月,松下开发的面积超过100cm2的实用级别晶体硅太阳能电池单元实现了24.7%这一世界最高的单元转换效率,比美国SunPower公司2010年达成的24.2%高出0.5个百分点。晶体硅太阳能电池单元的理论效率为29%,但在实用级别,25~26%已经是极限。松下表示,“此次的成果明确了超过25%所需要克服的问题”,计划进一步挑战极限值。

  达到24.7%转换效率的是在单晶硅晶圆两面形成非晶硅层的异质结构造的“HIT太阳能电池”。非晶硅层可减少硅晶圆表面的结晶缺陷、抑制再结合损失,因此容易提高电压。但受非晶硅层、透明导电膜和表面电极等的影响,有部分太阳光被遮挡,因此很难提高电流值。

  松下虽然在研发水平的转换效率方面超过了SunPower,但在量产品方面还远远落后于SunPower。目前松下量产单元的转换效率为21.6%,而SunPower已经在量产转换效率达到24.2%的单元。 

太阳能电池转换效率

  夏普三结聚光电池转换效率高达44.4%创世界记录

  2013年6月14日,日本太阳能电池龙头厂夏普(Sharp)宣布已研发出转换效率高达44.4%的太阳能电池,刷新全球最高转换效率。该电池采用聚光三结化合物。这些太阳能电池被使用于透镜聚光系统之中。

  夏普这一最新突破也受益于日本新能源与产业技术开发机构(NEDO)启动的“创新型太阳能电池研发”项目。据德国弗劳恩霍夫太阳能系统(ISE)研究所证实,夏普研发的太阳能电池转换效率已创下世界记录。

  美研发超高效光伏电池转换效率高达40%

  目前商用的太阳能电池板将太阳能转化为电能的效率不足25%。美国国防部高级研究计划局(DARPA)正在进行的“超高效太阳能电池(VHESC)”研发项目或许可以让人们得到转换效率高达40%甚至更高的太阳能电池,彻底改变电力的生产方式。

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