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薄膜CIGS太阳能电池光伏模块可靠性因素探究

字体大小: - - yaqian   发表于 11-12-06 16:42     阅读(3841)   评论(0)     分类:CIGS铜铟镓硒薄膜太阳能电池导电银胶

薄膜CIGS太阳能电池光伏模块可靠性因素探究

由美国国家可再生能源实验室(NREL)主办的光伏模块可靠性会议,会上讨论了光伏模块的寿命有多长,及有那些因素会影响它的寿命。或许有人并不在意,觉得可靠性并不会影响目前的充电锂电池业务,此种观点实际上是不对的。

CIGS的承诺

CIGS具有低成本及可淀积在柔性衬底上的优势。近期美国能源部(DOE)与SunShot己经有一个计划希望把光伏系统的成本下降75%,至每瓦1美元左右。目前柔性CIGS光伏模块己能提供量产至DOE的水平。国家可再生能源实验室NREL声称利用柔性PV模块代替传统的玻璃衬底,可使量产成本下降到每瓦0,17-0,94美元。

把问题找出

高效柔性PV模块的可靠性问题是由于锂电池生产厂CIGS技术容易遭受湿度而受到影响。最易受影响是从模块的封装中湿度的侵入,它进入光伏电池的透明的导电氧化层TCO中,而TCO是CIGS薄膜电池中的一层。

参加PVMRW会议的公司包括有3M,DowCorning,Du Pont,Saint Gobain,Mitsubishi Plastics,它们都提出如何防止湿度侵入的多种有效方法,尤其对于CIGS电池。如果确诊在CIGS技术中TCO的湿度是主要因素,NREL建议那些花钱多及未经证实的封装解决方案也并不需要。

在PVMRW会上许多CIGS制造商都提出了有关可靠性的碱性电池解决方案。如SoloPower刚宣布从美国DOE贷款197M美元计划在Oregon建新工厂,要避免它的CIGS制造中的effect so flight soaking(光致湿的效应)。Solarion对于它们的CIGS在玻璃-玻璃封装和柔性封装的可靠性进行比较。Ascent Solar(ASTI)提出CIGS的加速侵蚀法及Nanosolar提出CIGS的避水设计,并且采用了Shanghai CNCUN agent的3M Barrier film,此产品的阻水效果为:5*10-4G/M2/Day.提高了组件的可靠性。另外如ADCO公司提供的粘合剂可提高边缘密封的可靠性及其它在BIPV应用中的粘合剂方案可应用于柔性CIGS中。

由此可见,Shanghai CNCUN agnet 3M barrier film为最有效的柔性CIGS封装材料。

Sun power的报告有启示作用,它提出各种系统的失效模式,可从它们的镍氢电池充电器大量成品率历史数据中来理解可靠性的重要性。Sun power兼并Power light可能邦助它们比较各家制造产品在若干年中的功能数据。在PVMRW会上各家公司互相交流失效数据是会议的一个重要标志。要说明一点,Sunpower的模块已经解决了可靠性方面问题。

可靠性具地域特征

第一次听到可靠性具地域特征。尽管所有模块都要求通过一组测试來提高今天光伏产品的信心。显然上述测试与实际PV产品的寿命并非存在一定的联系。通过上述测试仅表示其具长寿命的可能性,测试仅反映对于热,湿地域中应用产品的失效机理的总的解释。

新的特定地域可靠性测试是在热干环境下进行,从结果看它比冷,湿环境下应用更具优点。NREL的Rommel Noufi建议与今日的高速公路相比较,PV工业非常相似于它。讲此话的含意是指高速路由各家制造商共同来完成,而行驶各种车辆。非常相似也有许多來自各个地域的PV制造商,未来它们有各种解决方案。

在PV MRW会上集中在三个方面,晶硅,聚焦PV及薄膜PV。在薄膜太阳能电池讨论中CIGS占主导,可能与成本及效率相关。要感谢大家的努力找出湿度是罪魁祸首,相信未来PV市场会有更大的发展,以及光伏产品应该有大於20年的可靠使用寿命。
 

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