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薄膜太阳能光伏:趋势和未来方向
•商业化现状:CdTe和CIGS最为成熟,分别为23.1%和23.6%,具有多GW规模。
薄膜光伏为太阳能的可扩展、低成本和非常规应用提供了途径。已建立的薄膜技术包括非晶硅(a-Si)、碲化镉(CdTe)和硒化铜铟镓(CIGS)。而新兴的薄膜则探索钙钛矿、铜锌锡硫化物、量子点、有机光伏和染料敏化太阳能电池。砷化镓和相关的III-V族薄膜设定了效率路线图,尽管地球经济性很小众。
这篇关于薄膜光伏的综述文章重点关注基准标准,包括效率、场稳定性和退化、温度系数、材料相关性、可扩展性、技术准备情况和局部电力成本 (LCOE)。碲化镉和硒化铜铟镓是商业上最成熟的,实验室效率分别为 23.1% 和 23.6%,生产功率为多吉瓦。钙钛矿发展迅速(单结 26.7%),并正在向钙钛矿/硅串联发展。砷化镓和 III-V 薄膜因其抗辐射能力而在太空应用中占据主导地位。在系统层面,成本模型表明具有竞争力的平准化电力成本:(i) 碲化镉的成本为每兆瓦时 38 至 65 美元(与晶体硅相似,为每兆瓦时 38 至 78 美元);(ii) 考虑到规模和材料限制,硒化铜铟镓在每兆瓦时 50 美元的高位;(iii) 钙钛矿/硅串联,价格为每兆瓦时 40 至 45 美元,基于至少 25 年的稳定性和降低的加权平均资本成本。
尽管薄膜光伏发电使用的材料更少,并且能够实现轻量级、灵活的格式,但更广泛的部署取决于强大的接口和封装,以及环境影响。
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