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。
美国光伏计划的重点是''ThinFilmPartnershipProgram'',着重研究廉价高效薄膜太阳电池,预计到2020年左右,光伏发电的成本可望同燃油发电相竞争(相当于电池效率15%,每平方米成本≤50美元)。
美国UnitedSolarSystems公司是EnergyConversionDevices,Inc.(ECD)和N.V.BekaertS.A(BESSEurope)合资经营,2003年建立了一条同时沉积6卷不锈钢卷带三结叠层非晶硅电池生产线,年产30MW,初始效率和稳定效率分别达到14.6%和12.6%。2006年为50MW,2007年达100MW,2010年的目标是300MW。
美国Toledo大学在柔性衬底非晶硅太阳电池领域的研究处于世界领先地位,其单结非晶硅锗电池实验室初始效率达到了13%,他们的技术团队参与组建了MWOE和Xunlight公司,并在积极筹划更大的产能。
日本在柔性衬底太阳电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、物力从事柔性衬底非晶硅太阳电池的研制,已经建成了多条兆瓦量级的聚酯膜柔性电池生产线。
Sanyo公司最早在无人驾驶的太阳能飞机上采用了柔性衬底非晶太阳电池作为能源,完成了横跨美洲大陆的飞行,显示了柔性非晶薄膜太阳电池作为飞行器能源的巨大潜力。Sharp公司、TDK公司在聚酯膜上制备的非晶硅太阳电池目前已能生产面积为286cm2的组件,效率已达8.1%,小面积电池的效率已达11.1%。Fuji公司a-Si/a-SiGe叠层电池稳定效率达到9%,在日本Kumamoto建立了工厂,塑料衬底非晶硅电池的产量2006年达15MW。
欧盟则联合其成员国的多个研究机构组织包括Neuchatel大学、VHF-technologies公司、Roth&Rau公司等开展了聚酯膜衬底柔性电池的联合攻关,目前已经实现了小批量的生产线。欧盟于2005年10月1日启动了''FLEXCELLENCE''项目,为期3年,目标是开发出高效率薄膜电池组件卷对卷生产的设备和工艺,建成50兆瓦以上的柔性电池生产线,并希望将生产成本控制在每瓦0.5欧元。据2007年的报道,目前Neuchatel大学的聚酯膜衬底非晶硅叠层电池实验室效率达到10.8%,VHF-technologies公司的年产能为25MW。
我国的柔性衬底薄膜电池的研究进展较慢。哈尔滨chrona公司在90年代中期曾研制出柔性聚酰亚胺衬底上的非晶硅单结薄膜电池,电池初始效率为4.63%,功率重量比为231.5W/kg,但此后进展不大。近年来南开大学在柔性衬底非晶硅薄膜电池方面的研究取得了一定的进展,他们在0.115cm2的聚酰亚胺衬底上获得单结薄膜电池的初始效率为4.84%,功率重量比为341W/kg。
柔性衬底电池的产业化方面,目前天津津能电池有限公司在建6MW非晶硅柔性电池生产线,30MW生产线已经开始了项目论证,新疆天富光伏光显有限公司在建1MW非晶硅柔性电池生产线,未来准备建立8MW。这两家公司都由于设备及技术由国外进口,预计电池成本偏高。总的来说,国内目前具备了非晶硅薄膜电池研制的技术基础,但是在柔性衬底上的研究还处于刚刚起步的阶段,和国外的差距较大。
