物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域:新興薄膜技術(shù)的潛力與挑戰(zhàn)
出處:網(wǎng)絡(luò) 發(fā)布于:2025-05-12 15:18:17
對(duì)于這些應(yīng)用場(chǎng)景而言,高功率和高效率并非是嚴(yán)格的要求。盡管薄膜技術(shù)相較于傳統(tǒng)的硅基太陽(yáng)能技術(shù),成本更為低廉,但效率相對(duì)較低。不過,工程師們認(rèn)為,效率在 10 - 15% 的光伏電池足以驅(qū)動(dòng)大多數(shù)便攜式電子產(chǎn)品。
薄膜技術(shù)以成本優(yōu)勢(shì)為特點(diǎn)的同時(shí),耐用性方面存在一定差異。許多小型電子設(shè)備通常是為短期使用而設(shè)計(jì)的,隨著新型號(hào)的不斷推出,對(duì)長(zhǎng)壽命太陽(yáng)能電池的需求有所減少。如果薄膜電池價(jià)格較低且能展現(xiàn)出可行的性能,它們有望取代便攜式電子設(shè)備中的傳統(tǒng)電池。
接下來,我們來詳細(xì)了解一下幾種潛在的薄膜技術(shù)。
碲化鎘(CdTe)和銅銦鎵硒(CIGS)技術(shù)
目前,碲化鎘(CdTe)和銅銦鎵硒(CIGS)是兩種主流的薄膜技術(shù),其中 CdTe 在薄膜市場(chǎng)占據(jù)主導(dǎo)地位。雖然人們一直擔(dān)憂碲資源稀缺,但隨著回收和再循環(huán)舉措的推進(jìn),預(yù)計(jì)市場(chǎng)將保持穩(wěn)定。
CIGS 太陽(yáng)能電池是通過將一層薄薄的 CIGS 溶液與電極一同沉積在基板上制成的。這種溶液具有較高的吸收系數(shù),能夠強(qiáng)烈吸收陽(yáng)光,因此電池所需的活性材料薄膜更薄。盡管在電池層面 CIGS 優(yōu)于多晶硅技術(shù),但其組件效率仍有待提高。市場(chǎng)分析師預(yù)測(cè),鈣鈦礦光伏技術(shù)在未來幾年將超越 CIGS 技術(shù)。
鈣鈦礦光伏技術(shù)
鈣鈦礦光伏電池具有諸多優(yōu)勢(shì)。它易于制造,且不使用有毒或稀土材料,適用于室內(nèi)和室外高功率密度應(yīng)用。這些太陽(yáng)能電池使用鈣鈦礦結(jié)構(gòu)化合物作為光捕獲活性層。近年來,這項(xiàng)技術(shù)的效率有了顯著提升,證明了其具有可擴(kuò)展性。然而,與傳統(tǒng)的硅基技術(shù)相比,鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的耐用性較差,但仍適用于低功率電子產(chǎn)品和一些大型戶外系統(tǒng)。
有機(jī)光伏技術(shù)
有機(jī)光伏技術(shù)利用有機(jī)分子吸收光,但其耐用性欠佳,使用壽命通常為五年,基本能滿足電子產(chǎn)品的短期使用需求。不過,由于鈣鈦礦技術(shù)制造更為簡(jiǎn)單,在競(jìng)爭(zhēng)中更具優(yōu)勢(shì)。
染料敏化太陽(yáng)能電池(DSSC)
染料敏化太陽(yáng)能電池(DSSC)也是該領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)者之一。與有機(jī)光伏電池類似,由于其使用壽命短,應(yīng)用范圍僅限于短期使用的電子產(chǎn)品。在 DSSC 中,半導(dǎo)體在吸收光子的光敏陽(yáng)極和電解質(zhì)之間形成,從而構(gòu)成光化學(xué)系統(tǒng)。但它對(duì)溫度較為敏感,高溫下電解質(zhì)會(huì)膨脹導(dǎo)致無法使用,低溫下則會(huì)結(jié)冰。
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