薄膜太陽能電池和鋰電池工作原理及發(fā)展前景

來源：存能電氣  日期：2019-06-03 11:21  瀏覽量：次

　　薄膜太陽能電池和鋰電池工作原理及發(fā)展前景。薄膜太陽能電池是緩解能源危機的新型光伏器件，薄膜太陽能電池以其生產(chǎn)成本低、輕型化、耗材少、弱光響應良好等特點倍受研究者關(guān)注。鋰電池被廣泛應用于電動車行業(yè)，特別是磷酸鐵鋰材料電池的出現(xiàn)，更推動了鋰電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和應用。

　　薄膜太陽能電池工作原理

　　薄膜太陽能電池模塊是由玻璃基板、金屬層、透明導電層、電器功能盒、膠合材料、半導體層等所構(gòu)成的。在化學電池中，化學能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苁强?a href="http:///" target="_blank" title="電池">電池內(nèi)部自發(fā)進行氧化、還原等化學反應的結(jié)果，這種反應分別在兩個電極上進行。負極活性物質(zhì)由電位較負并在電解質(zhì)中穩(wěn)定的還原劑組成，如鋅、鎘、鉛等活潑金屬和氫或碳氫化合物等。正極活性物質(zhì)由電位較正并在電解質(zhì)中穩(wěn)定的氧化劑組成，如二氧化錳、二氧化鉛、氧化鎳等金屬氧化物，氧或空氣，鹵素及其鹽類，含氧酸及其鹽類等。電解質(zhì)則是具有良好離子導電性的材料，如酸、堿、鹽的水溶液，有機或無機非水溶液、熔融鹽或固體電解質(zhì)等。

　　當外電路斷開時，兩極之間雖然有電位差（開路電壓），但沒有電流，存儲在電池中的化學能并不轉(zhuǎn)換為電能。當外電路閉合時，在兩電極電位差的作用下即有電流流過外電路。同時在電池內(nèi)部，由于電解質(zhì)中不存在自由電子，電荷的傳遞必然伴隨兩極活性物質(zhì)與電解質(zhì)界面的氧化或還原反應，以及反應物和反應產(chǎn)物的物質(zhì)遷移。電荷在電解質(zhì)中的傳遞也要由離子的遷移來完成。因此，電池內(nèi)部正常的電荷傳遞和物質(zhì)傳遞過程是保證正常輸出電能的必要條件。

　　薄膜太陽能電池具有優(yōu)異的耐濕熱性及耐嚴寒性，其大跨度的環(huán)境適應性使其在全球范圍內(nèi)受到了各地區(qū)客戶的好評與青睞。無論是寒冷干燥的歐洲高緯地帶，還是酷熱潮濕的赤道地區(qū)，薄膜太陽能電池大規(guī)模成功應用的項目數(shù)不勝數(shù)，并且可以保證20年以上的戶外使用壽命。

　　薄膜太陽能電池的發(fā)展前景

　　可以預見的是，未來薄膜太陽能電池在降低成本方面的巨大潛力，使其在光伏應用中占有不可輕視的地位。目前功率型應用主要集中在三個方面：傳統(tǒng)的商業(yè)化應用市場，如通信、交通信號和管網(wǎng)保護等;邊遠地區(qū)的供電系統(tǒng)和并網(wǎng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)。僅從目前各國公布的已實施和正在實施的光伏應用計劃，就提供了巨大的市場機會，可夠目前全世界各種光伏電池廠生產(chǎn)10年以上。

　　硅基薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)屬高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展和壯大需要堅持不懈的努力和政府強有力的政策支持。希望國家制定更加有效的措施和規(guī)劃，在政策導向、財政、稅收等方面給予高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)更大的支持與保護，以促進我國硅基薄膜電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與技術(shù)進步，迎接國際的挑戰(zhàn)。

　　薄膜太陽能電池由于理論效率高、材料消耗少、制備能耗低等被稱為第二代太陽能電池技術(shù)。尤其是在柔性襯底上制備的薄膜電池,具有可卷曲折疊、不怕摔碰、重量輕、弱光性能好等優(yōu)勢,未來應用前景廣闊。

　　鋰電池工作原理

　　鋰電池是一種充電電池，它主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。在充放電過程中，Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌：充電池時，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負極，負極處于富鋰狀態(tài)；放電時則相反。一般采用含有鋰元素的材料作為電極的電池，是現(xiàn)代高性能電池的代表。

　　鋰離子電池的充放電過程，就是鋰離子的嵌入和脫嵌過程。在鋰離子的嵌入和脫嵌過程中，同時伴隨著與鋰離子等當量電子的嵌入和脫嵌（習慣上正極用嵌入或脫嵌表示，而負極用插入或脫插表示）。在充放電過程中，鋰離子在正、負極之間往返嵌入/脫嵌和插入/脫插，被形象地稱為“搖椅電池”。

　　當對鋰電池進行充電時，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經(jīng)過電解液運動到負極。而作為負極的碳呈層狀結(jié)構(gòu)，它有很多微孔，達到負極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。

　　鋰電池未來的發(fā)展前景

　　鋰電池，它的應用領(lǐng)域和占比都是在不斷變化的。未來的前景重點應用應該集中在電動工具，新能源汽車，輕型電動車和能源存儲系統(tǒng)等等。這些領(lǐng)域內(nèi)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，在未來幾年應該會保持成倍的增長趨勢。

　　儲能技術(shù)是未來能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變和電力生產(chǎn)消費方式變革的戰(zhàn)略性支撐。在儲能技術(shù)發(fā)展和商業(yè)化趨勢推動下，動力鋰電池作為新能源行業(yè)的主角之一也將迎來發(fā)展的新機遇。而儲能規(guī)模化發(fā)展將會促進鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈延伸與整合，促使動力鋰電池產(chǎn)業(yè)上中下游與資本對接，與市場同步，實現(xiàn)合作共贏。

　　鋰電池廣泛應用于水力、火力、風力和太陽能電站等儲能電源系統(tǒng)，郵電通訊的不間斷電源，以及電動工具、電動自行車、電動摩托車、電動汽車、軍事裝備、航空航天等多個領(lǐng)域。

　　以上就是薄膜太陽能電池和鋰電池工作原理及發(fā)展前景介紹。固態(tài)鋰電池是未來鋰電池極有希望的發(fā)展方向，目前薄膜太陽能電池技術(shù)的發(fā)展預示著一個人人都能通過太陽能獲得清潔能源的美好將來。新的薄膜光電池產(chǎn)品價廉物美。