全新黑科技：薄膜光伏进入生活应用场景
薄膜光伏顾名思义就是将一层薄膜制备成太阳能电池，其用硅量极少，更容易降低成本，同时它既是一种高效能源产品，又是一种新型建筑材料，更容易与建筑**结合。 薄膜光伏是一项采用薄层材料，运用电子半导体和光学原理的技术。考虑成本效益，薄膜光伏电池被采纳且运用于**代和第三代太阳能光伏发电技术之中。同时，它也被视为一种有效的可用于楼房综合应用的产品。 在国际市场硅原材料持续紧张的背景下，薄膜太阳电池已成为国际光伏市场发展的新趋势和新热点。已经能进行产业化大规模生产的薄膜电池主要有3种：硅基薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池（CIGS）、碲化镉薄膜太阳能电池（CdTe）。 新兴的光伏应用，例如室内能量收集和建筑集成光伏，有特定的要求，可以使“薄膜”替代品蓬勃发展。薄膜光伏可以提供几个独特的优势，例如重量更轻、室内光转换效率更高、制造更简单，以及可能比传统硅光伏更低的成本。 光伏多元化进入新兴市场 薄膜光伏预计将在未来几年获得巨大的推动，薄膜领域取得了长足的进步，效率提高，制造工艺变得更便宜和更精简。由于其刚性、体积和重量，传统硅PV不适合的新应用正在开发中。这些应用包括建造集成光伏，其中面板连接到建筑物的侧面。某些类型的薄膜PV可以制成半透明且非常轻巧，这使得它们在美学上不那么突兀，并且非常适合部署在窗户上。 其他新兴应用属于小型自供电电子产品和物联网(IoT)领域，随着“智能”电子产品在日常生活中变得越来越普遍，预计未来几年该领域将大幅增长。轻质薄膜微型模块可用于为此类设备供电，并可作为电池或大量布线的更便宜、更持久的替代品。许多家用和零售设备，如温度、湿度、运动和**传感器，在未来十年可能会变得越来越“智能”，并且能够将数据传输到云以实现更强大的功能。这通常被称为物联网(IoT)，代表了薄膜光伏的巨大机遇。 什么将主导薄膜市场？ 目前，薄膜市场以碲化镉（CdTe）为主，其次是铜铟镓硒（CIGS）。CdTe在美国用于40%的公用事业规模光伏发电。尽管对稀有元素碲的使用存在担忧，但预计CdTe市场将在强劲的投资和目前已经开始实施的回收计划的创建之后保持其地位。 另一方面，CIGS技术一直受到商业失败的困扰，*大的制造商已于2022年6月退出市场。预计未来几年CIGS将被钙钛矿光伏技术超越，这是一项非常年轻且令人兴奋的技术，在短短几年内就显示出显着的效率提升，其创纪录的效率已经与硅光伏相提并论，这是一项经过数十年研究的技术。钙钛矿光伏非常适合户外高功率密度应用以及室内能量收集和为小型电子设备供电。 无处不在的薄膜光伏太阳能技术 有机光伏和染料敏化太阳能电池是已经在室外和室内应用中小规模商业化的竞争者。由于有机和染料敏化太阳能电池的寿命通常为5年，因此它们更适合为短期使用的电子设备供电，而不是为预计可持续超过15年的大面积户外能量收集单元供电。因此，应用范围受到限制。 随着国家和行业竞相实现净零排放，全球能源的脱碳正在向前推进。虽然硅光伏对消费者来说是负担得起的并且效率很高，但其应用范围受到其重量、尺寸和刚度以及复杂的制造工艺的限制。薄膜替代品具有许多优势，可以克服这些限制并迎合新兴应用，例如建筑集成光伏和室内能量收集。 突破能效与稳定性挑战 不稳定性对模块的电子和光学特性具有严重的破坏性影响。存在几种影响钙钛矿模块稳定性和寿命的退化源。这些可以分为两类——内在的和外在的。内在不稳定性是由缺陷和离子通过细胞层的迁移引起的。外部不稳定性是大气污染的结果，例如热、湿气、氧气和紫外线辐射。 如何解决稳定性挑战？有两种方法。首先是封装电池以防止环境元素的进入。氧气和水的透过率必须极低，并且封装材料必须对可见光光学透明，理想情况下对紫外光不透明。在IDTechEx报告，“钙钛矿光伏2023-2033”，不同的传统和新兴封装方法通过其适用性进行识别和基准测试。**种方法涉及调整钙钛矿的化学成分以提高材料的电阻。俗话说，没有好东西是免费的。改变化学成分可以提高太阳能电池的稳定性，但可能会影响其他性能，例如效率和吸收光谱。封装技术和材料工程对于防止钙钛矿薄膜的降解至关重要。解决这些高价值问题是一个引人注目的商业机会。
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