薄膜太阳能电池具有衰减低、重量轻、材料消耗少、制备能耗低、适合与建筑结合(BIPV)等特点,目前能够商品化的薄膜太阳能电池主要包括铜铟镓硒(CIGS)、碲化镉(CdTe)、砷化镓(GaAs)等。

全球碲化镉薄膜电池实验室效率纪录达到22.1%,组件实验室效率达19.5%左右,产线平均效率为15-18%;铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池实验室效率纪录达23.35%,组件实验室效率达19.64%左右,组件产线平均效率为15-17%。

2018-2021年全球碲化镉、铜铟镓硒薄膜电池实验室效率

2018-2021年全球碲化镉、铜铟镓硒薄膜电池实验室效率

资料来源:中国光伏行业协会、智研咨询整理

1、CdTe薄膜太阳能电池/组件转换效率

2021年,我国小面积CdTe电池(<1cm2)实验室最高转换效率约20.5%。CdTe组件(面积为1200600mm2)量产最高转换效率为16.6%,量产平均转换效率为15.3%,较2020年提升了0.2个百分点,2022年有望达到16.5%。

2021-2030年国内CdTe薄膜太阳能电池/组件转换效率变化趋势

2021-2030年国内CdTe薄膜太阳能电池/组件转换效率变化趋势

资料来源:中国光伏行业协会、智研咨询整理

2、CIGS薄膜太阳能电池/组件转换效率

2021年,我国玻璃基CIGS小电池片(≥1cm2孔径面积)实验室最高转换效率为22.92%。量产的玻璃基CIGS组件(面积为1200600mm2)最高转换效率约17.6%,平均转换效率(面积为1200ⅹ600mm2)已提升至16.5%。柔性 CIGS小电池片(≥1cm2孔径面积)实验室最高转换效率为21%,柔性CIGS组件(≥0.5 m2开口面积)最高转换效率为18.6%,量产平均转换效率16.3%。

2021-2030年国内CIGS薄膜太阳能电池/组件转换效率变化趋势

2021-2030年国内CIGS薄膜太阳能电池/组件转换效率变化趋势

资料来源:中国光伏行业协会、智研咨询整理

3、Ⅲ-Ⅴ族薄膜太阳能电池转换效率

Ⅲ-Ⅴ族薄膜电池由于能隙与太阳光谱匹配较适合,具有较高的理论效率,主要应用于空间高效太阳电池,目前主流技术是金属有机化合物气相外延(MOCVD),及衬底剥离转移技术。2021年,双结电池实验室最高转换效率达 32.8%,三结电池的研发平均转换效率达到36%。

2021-2030年国内Ⅲ-Ⅴ族薄膜太阳能电池转换效率变化趋势

2021-2030年国内Ⅲ-Ⅴ族薄膜太阳能电池转换效率变化趋势

资料来源:中国光伏行业协会、智研咨询整理

4、钙钛矿太阳能电池转换效率

目前,小电池片实验室最高转换效率为24.8%,玻璃基小组件最高转换效率为21.4%(19.32cm2)。处于小规模试验线量产阶段的玻璃基组件中试最高转换效率达到17%,实验室柔性组件最高转换效率为20.2%(12.1 cm2)。

2021-2030年国内钙钛矿太阳能电池转换效率变化趋势

2021-2030年国内钙钛矿太阳能电池转换效率变化趋势

资料来源:中国光伏行业协会、智研咨询整理

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