當(dāng)前商業(yè)化非晶硅電池的穩(wěn)定效率,單結(jié)、雙結(jié)、三結(jié)分別為4%~5%,6%~7%,7%~8%。世界上從事柔性襯底薄膜太陽能電池的研制生產(chǎn)的主要單位是美國(guó)的聯(lián)合太陽能公司(UnitedSolar),歐洲的VHF-technologies公司,和日本的Sharp公司,Sanyo公司。
美國(guó)光伏計(jì)劃的重點(diǎn)是''ThinFilmPartnershipProgram'',著重研究廉價(jià)高效薄膜太陽電池,預(yù)計(jì)到2020年左右,光伏發(fā)電的成本可望同燃油發(fā)電相競(jìng)爭(zhēng)(相當(dāng)于電池效率15%,每平方米成本≤50美元)。
美國(guó)UnitedSolarSystems公司是EnergyConversionDevices,Inc.(ECD)和N.V.BekaertS.A(BESSEurope)合資經(jīng)營(yíng),2003年建立了一條同時(shí)沉積6卷不銹鋼卷帶三結(jié)疊層非晶硅電池生產(chǎn)線,年產(chǎn)30MW,初始效率和穩(wěn)定效率分別達(dá)到14.6%和12.6%。2006年為50MW,2007年達(dá)100MW,2010年的目標(biāo)是300MW。
美國(guó)Toledo大學(xué)在柔性襯底非晶硅太陽電池領(lǐng)域的研究處于世界領(lǐng)先地位,其單結(jié)非晶硅鍺電池實(shí)驗(yàn)室初始效率達(dá)到了13%,他們的技術(shù)團(tuán)隊(duì)參與組建了MWOE和Xunlight公司,并在積極籌劃更大的產(chǎn)能。
日本在柔性襯底太陽電池的研究方面也走在世界前列。在日本,Sharp公司、Sanyo公司、TDK公司、Fuji公司都投入了大量人力、物力從事柔性襯底非晶硅太陽電池的研制,已經(jīng)建成了多條兆瓦量級(jí)的聚酯膜柔性電池生產(chǎn)線。
Sanyo公司最早在無人駕駛的太陽能飛機(jī)上采用了柔性襯底非晶太陽電池作為能源,完成了橫跨美洲大陸的飛行,顯示了柔性非晶薄膜太陽電池作為飛行器能源的巨大潛力。Sharp公司、TDK公司在聚酯膜上制備的非晶硅太陽電池目前已能生產(chǎn)面積為286cm2的組件,效率已達(dá)8.1%,小面積電池的效率已達(dá)11.1%。Fuji公司a-Si/a-SiGe疊層電池穩(wěn)定效率達(dá)到9%,在日本Kumamoto建立了工廠,塑料襯底非晶硅電池的產(chǎn)量2006年達(dá)15MW。
歐盟則聯(lián)合其成員國(guó)的多個(gè)研究機(jī)構(gòu)組織包括Neuchatel大學(xué)、VHF-technologies公司、Roth&Rau公司等開展了聚酯膜襯底柔性電池的聯(lián)合攻關(guān),目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了小批量的生產(chǎn)線。歐盟于2005年10月1日啟動(dòng)了''FLEXCELLENCE''項(xiàng)目,為期3年,目標(biāo)是開發(fā)出高效率薄膜電池組件卷對(duì)卷生產(chǎn)的設(shè)備和工藝,建成50兆瓦以上的柔性電池生產(chǎn)線,并希望將生產(chǎn)成本控制在每瓦0.5歐元。據(jù)2007年的報(bào)道,目前Neuchatel大學(xué)的聚酯膜襯底非晶硅疊層電池實(shí)驗(yàn)室效率達(dá)到10.8%,VHF-technologies公司的年產(chǎn)能為25MW。
我國(guó)的柔性襯底薄膜電池的研究進(jìn)展較慢。哈爾濱chrona公司在90年代中期曾研制出柔性聚酰亞胺襯底上的非晶硅單結(jié)薄膜電池,電池初始效率為4.63%,功率重量比為231.5W/kg,但此后進(jìn)展不大。近年來南開大學(xué)在柔性襯底非晶硅薄膜電池方面的研究取得了一定的進(jìn)展,他們?cè)?.115cm2的聚酰亞胺襯底上獲得單結(jié)薄膜電池的初始效率為4.84%,功率重量比為341W/kg。
柔性襯底電池的產(chǎn)業(yè)化方面,目前天津津能電池有限公司在建6MW非晶硅柔性電池生產(chǎn)線,30MW生產(chǎn)線已經(jīng)開始了項(xiàng)目論證,新疆天富光伏光顯有限公司在建1MW非晶硅柔性電池生產(chǎn)線,未來準(zhǔn)備建立8MW。這兩家公司都由于設(shè)備及技術(shù)由國(guó)外進(jìn)口,預(yù)計(jì)電池成本偏高?偟膩碚f,國(guó)內(nèi)目前具備了非晶硅薄膜電池研制的技術(shù)基礎(chǔ),但是在柔性襯底上的研究還處于剛剛起步的階段,和國(guó)外的差距較大。