薄膜发电与晶体硅发电的优缺点

太阳能是全球可再生能源战略的基石。薄膜太阳能依赖于轻质、柔性的电池，而晶体硅则注重效率，但需要更厚的面板。以下是详细比较：

一、薄膜发电
优点：

1. 材料与生产效率

• 与硅相比，使用1-5％的半导体材料。

• 制造工艺简单，能耗较低，可大面积连续生产。

• 基材：低成本选择（玻璃、不锈钢、聚合物）。

2. 技术创新

• 多种路线：CIGS（铜铟镓硒）、CdTe、非晶硅。

• 灵活的模块可实现新颖的应用（例如曲面、便携式设备）。

3. 实际条件下的表现

• 卓越的低光响应（例如阴天、黎明/黄昏）。

• 与硅相比，晴天/阴天之间的代差较小。

4. 应用

• 非常适合沙漠发电厂、建筑一体化（BIPV）、太阳能车棚和“阳光房”。

缺点：

1.效率较低

• 平均转化率：~8%（硅为 17-26%）。

2. 初始成本高

• 设备/技术投资：比硅高5-10倍。

3. 产量挑战

• 非/微晶硅模块：产量约 60%。

• CIGS（顶级）：产量约为 65%（而硅的产量为 95-98%）。

二、晶体硅发电

优点：

1.高效率

• 商用面板：转换率为 17–26%（单晶硅 > 多晶硅）。

2.技术成熟

• 流程稳定，无需频繁升级。

3. 高产量且经济高效的设备

• 单晶成品率：>98%；多晶成品率：>95%。

• 国产设备满足大部分生产需要。

• 缓解措施：优质品牌提高可靠性。

缺点：

1.供应链风险

• 多晶硅价格波动（例如，2021-2023 年：价格飙升 300%）。

2. 环境影响

• 能源密集型生产；高碳足迹。

• 政策转变的风险（例如碳税）。

3. 材料限制

• 坚硬、沉重的面板限制了安装的灵活性。

关键技术比较

结论：关键的权衡

• 薄膜技术在柔韧性、弱光性能和美观性方面表现出色，但效率/产量略逊一筹。最适合：楼宇一体化、空间受限项目和恶劣环境。

• 晶体硅在效率和可靠性方面占据主导地位，但存在退化和刚性问题。最适合：大型农场、阳光充足的地区以及成本驱动的项目。

长期价值：虽然薄膜的前期成本较高，但其接近零的退化（而硅在 25 年内损失 10-20%）可能在优先考虑耐用性而非峰值效率的应用中提供卓越的终生投资回报率。

数据来源：NREL、IRENA、EU PVSITES、贝克勒尔研究所。