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近年来,国外推行的光伏与建筑相结合(BIPV),极大地推动了光伏并网系统的发展。在城镇建筑物上安装的光伏系统,通常采用与公共电网并网的形式。并网光伏系统不需要配备蓄电池,既节省投资,又不受蓄电池荷电状态的限制,可以充分利用光伏系统所发出的电力;光伏阵列一般安装在闲置的屋顶或外墙上,无需额外占用土地,这对于土地昂贵的城市建筑尤其重要;夏天是用电高峰的季节,也正好是日照量最大,光伏系统发电量最多时期,对电网可以起到调峰作用;光伏阵列吸收太阳能转化为电能,大大降低了室外综合温度,减少了墙体得热和室内空调冷负荷,所以也可以起到建筑节能作用。
BIPV的开发是目前世界上大规模利用光伏技术发电的一大研究热点,西方发达国家都在作为重点项目积极进行。除了在屋顶安装光伏电池板外,已推出了把光伏电池装在瓦片内的产品。此外,国外还在研究光伏墙结构(PVWALL),将光伏系统和建筑物外墙相结合。可以预计,光伏与建筑相结合是未来光伏应用中最重要的领域之一,其发展前景十分广阔,并且有着巨大的市场潜力,柔性衬底薄膜电池无疑将在其中扮演重要角色。
二、柔性衬底薄膜太阳电池的结构
柔性衬底太阳电池可采用单结或多结结构。单结结构因其稳定性差、效率低已较少采用,而稳定性好、效率高的多结、叠层太阳电池是柔性衬底太阳电池的发展方向,目前多采用三结太阳电池结构。三结太阳电池中,每一个电池都是由三个半导体结相互叠加而成:底电池吸收红光;中间电池吸收绿光;顶电池吸收蓝光;对阳光光谱的宽范围响应是提高电池效率的关键。美国Uni-Solar公司的不锈钢衬底、三结非晶硅锗太阳电池结构如图3所示,其小面积电池效率目前达到14.6%。
三、柔性衬底薄膜太阳电池的国内外现状
当前商业化非晶硅电池的稳定效率,单结、双结、三结分别为4%~5%,6%~7%,7%~8%。世界上从事柔性衬底薄膜太阳能电池的研制生产的主要单位是美国的联合太阳能公司(UnitedSolar),欧洲的VHF-technologies公司,和日本的Sharp公司,Sanyo公司。
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