总投资5000万!碲化镉和钙钛矿电池薄膜组件项目审批公告
近日,明阳智慧能源集团股份公司成立了全资子公司广东明阳薄膜科技有限公司,并由广东明阳薄膜科技有限公司投资建设广东明阳薄膜科技有限公司生产碲化镉电池薄膜组件、钙钛矿电池薄膜组件和碲化镉电池薄膜组件夹板玻璃项目审批在相关网站公告。
项目基本情况
项目名称:生产碲化镉电池薄膜组件、钙钛矿电池薄膜组件和碲化镉电池薄膜组件、夹板玻璃项目
建设地点:本项目拟建于中山市火炬开发区火炬大道13号之二(中心坐标:N22°33'44.41"、E113°26'42.77")。
项目投资:项目总投资 5000 万元,其中环保投资 1000 万元
建设面积:项目用地面积37528.7m2,建筑面积 25097m2。
建设内容:项目建成投产后年碲化镉电池薄膜组件(含高透版)50MW、碲化镉电池薄膜组件夹板玻璃50MW和钙钛矿薄膜电池组件100MW。
玻璃衬底:主要对电池起支架、防止污染和入射太阳光的作用,通常采用高透过率的低钠玻璃。
透明导电氧化层(TCO 层):具有透光和导电的作用,可让光进入电池,同时作为电池的负极将光生电流导出,主流的透明导电薄膜如 SnO:F。
硫化镉(CdS)窗口层:属于 n 型半导体,与 p 型 CdTe 组成 p-n 结,其吸收边大约是 521nm,几乎所有的可见光都可以透过,常用于薄膜太阳能电池中的窗口层。
碲化镉(CdTe)吸收层:是电池的主体吸光层,采用 p 型的 CdTe 半导体,与 n 型的 CdS 窗口层形成的 p-n 结是整个电池最核心的部分。
背接触层和背电极:为了降低 CdTe 和金属电极的接触势垒,引出电流,金属电极必须与 CdTe 形成欧姆接触。
主要特点
光电转换效率较高:理论转换效率可达约 30%,实验室中最高转换效率约为 22% 左右。
弱光效应好:在光照较弱的情况下,也能较好地发电,比传统的晶硅组件更具优势。
温度系数低:温度系数约为 - 0.25%/℃,相比晶体硅太阳能电池组件,更适合在高温等严苛环境中使用。
环境友好:碲化镉是一种稳定的化合物,且组件中使用量小,1 兆瓦碲化镉组件仅需约 250 千克的碲化镉,其他重金属排放也较低。
可定制化外观:可以根据不同的建筑需求和设计要求,定制不同颜色、透明度和形状的组件,具有良好的建筑一体化应用前景。
生产成本低:结构相对简单,生产流程较短,原材料消耗少,全流程生产时间不超过 2.5 小时,制造成本具有竞争力。
应用领域
建筑一体化光伏(BIPV):可制成光伏幕墙、光伏屋顶等,直接替代建筑材料,实现建筑的自供电,既美观又能发电,如一些商业建筑、公共建筑的外立面采用碲化镉薄膜光伏幕墙。
分布式光伏发电:适用于城市中的小型电站、工厂、学校、医院等场所的屋顶光伏发电系统,满足自身用电需求,并可将多余电量并网。
偏远地区及特殊环境:在一些电网覆盖不到的偏远地区,可作为独立的电源系统为居民提供电力;在太空等特殊环境中,因其抗辐射能力强,也可用于空间太阳能电站等项目。
结构组成
1.透明导电基底:通常由氧化铟锡(ITO)或氟掺杂氧化锡(FTO)薄膜制成,具有高可见光透过率和良好的导电性,可使光线进入电池并将光电子导出。
2.电子传输层:一般由致密 TiO₂和介孔 TiO₂等材料构成,位于透明导电基底和钙钛矿层之间,能传输电子并阻挡空穴,确保电子高效传输到外部电路。
3.钙钛矿层:核心部分,由有机金属卤化物半导体构成,吸收太阳光能量,激发出电子和空穴,并实现电子和空穴的分离。
4.空穴传输层:常采用 Spiro-OMETAD 等有机材料或 CuSCN 等无机材料,在钙钛矿层和金属电极间,传输空穴并阻挡电子,使空穴能传输到金属电极。
5.金属电极:一般由金(Au)、银(Ag)等稳定性好、导电性强的金属材料制成,负责收集电流并导出到外部电路。
主要挑战
稳定性问题:钙钛矿材料对水分、氧气和光照敏感,易导致性能下降,长期稳定性是商业化应用的关键问题。
大面积制备技术:目前效率测试多在小面积上进行,实现大面积、高效率、低成本制备有待解决。
铅毒性问题:常用的钙钛矿材料含有毒重金属铅,对环境和人体健康有潜在威胁,开发无铅或低铅材料是重要方向。
文章来源:钙钛矿见闻、高性能膜材料编辑整理
应用领域
建筑领域:可制成光伏幕墙、光伏屋顶等,实现建筑自供电,还能根据建筑设计需求定制颜色、透明度和形状,如一些商业建筑采用彩色透光的钙钛矿光伏幕墙,既美观又发电。
交通领域:可应用于汽车、火车等交通工具的表面,利用太阳能为车辆提供部分能源,如车载光伏系统,提高能源利用效率,减少对传统能源的依赖。
便携式电子设备:因其轻薄、可弯曲等特点,能为手机、平板电脑、移动电源等便携式电子设备提供辅助电源,增加设备续航能力,方便户外使用。