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成本低、輕型化、耗材少、弱光響應良好等特點倍受研究者關注。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、半導體層等所構成的。在化學電池中，化學能直接轉變?yōu)殡娔苁强?a href="http://fftr.com.cn/" target="_blank" title="電池">電池內部自發(fā)進行氧化、還原等化學反應的結果，這種反應分別在兩個電極上進行。負極活性物質由電位較負并在電解質中穩(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。正極活性物質由電位較正并在電解質中穩(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。同時在電池內部，由于電解質中不存在自由電子，電荷的傳遞必然伴隨兩極活性物質與電解質界面的氧化或還原反應，以及反應物和反應產物的物質遷移。電荷在電解質中的傳遞也要由離子的遷移來完成。因此，電池內部正常的電荷傳遞和物質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、交通信號和管網保護等;邊遠地區(qū)的供電系統(tǒng)和并網的光伏發(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10年以上。

　　硅基薄膜太陽電池產業(yè)屬高新技術產業(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產業(yè)更大的支持與保護，以促進我國硅基薄膜電池產業(yè)的發(fā)展與技術進步，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。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，經過電解質嵌入負極，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，生成的鋰離子經過電解液運動到負極。而作為負極的碳呈層狀結構，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。這些領域內的產業(yè)規(guī)模，在未來幾年應該會保持成倍的增長趨勢。

　　儲能技術是未來能源結構轉變和電力生產消費方式變革的戰(zhàn)略性支撐。在儲能技術發(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業(yè)鏈延伸與整合，促使動力鋰電池產業(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。新的薄膜光電池產品價廉物美。