薄膜太阳能电池和锂电池工作原理及发展前景

来源：存能电气  日期：2019-06-03 11:21  浏览量：次

　　薄膜太阳能电池和锂电池工作原理及发展前景。薄膜太阳能电池是缓解能源危机的新型光伏器件，薄膜太阳能电池以其生产成本低、轻型化、耗材少、弱光响应良好等特点倍受研究者关注。锂电池被广泛应用于电动车行业，特别是磷酸铁锂材料电池的出现，更推动了锂电池产业的发展和应用。

　　薄膜太阳能电池工作原理

　　薄膜太阳能电池模块是由玻璃基板、金属层、透明导电层、电器功能盒、胶合材料、半导体层等所构成的。在化学电池中，化学能直接转变为电能是靠电池内部自发进行氧化、还原等化学反应的结果，这种反应分别在两个电极上进行。负极活性物质由电位较负并在电解质中稳定的还原剂组成，如锌、镉、铅等活泼金属和氢或碳氢化合物等。正极活性物质由电位较正并在电解质中稳定的氧化剂组成，如二氧化锰、二氧化铅、氧化镍等金属氧化物，氧或空气，卤素及其盐类，含氧酸及其盐类等。电解质则是具有良好离子导电性的材料，如酸、碱、盐的水溶液，有机或无机非水溶液、熔融盐或固体电解质等。

　　当外电路断开时，两极之间虽然有电位差（开路电压），但没有电流，存储在电池中的化学能并不转换为电能。当外电路闭合时，在两电极电位差的作用下即有电流流过外电路。同时在电池内部，由于电解质中不存在自由电子，电荷的传递必然伴随两极活性物质与电解质界面的氧化或还原反应，以及反应物和反应产物的物质迁移。电荷在电解质中的传递也要由离子的迁移来完成。因此，电池内部正常的电荷传递和物质传递过程是保证正常输出电能的必要条件。

　　薄膜太阳能电池具有优异的耐湿热性及耐严寒性，其大跨度的环境适应性使其在全球范围内受到了各地区客户的好评与青睐。无论是寒冷干燥的欧洲高纬地带，还是酷热潮湿的赤道地区，薄膜太阳能电池大规模成功应用的项目数不胜数，并且可以保证20年以上的户外使用寿命。

　　薄膜太阳能电池的发展前景

　　可以预见的是，未来薄膜太阳能电池在降低成本方面的巨大潜力，使其在光伏应用中占有不可轻视的地位。目前功率型应用主要集中在三个方面：传统的商业化应用市场，如通信、交通信号和管网保护等;边远地区的供电系统和并网的光伏发电系统。仅从目前各国公布的已实施和正在实施的光伏应用计划，就提供了巨大的市场机会，可够目前全世界各种光伏电池厂生产10年以上。

　　硅基薄膜太阳电池产业属高新技术产业，其发展和壮大需要坚持不懈的努力和政府强有力的政策支持。希望国家制定更加有效的措施和规划，在政策导向、财政、税收等方面给予高新技术产业更大的支持与保护，以促进我国硅基薄膜电池产业的发展与技术进步，迎接国际的挑战。

　　薄膜太阳能电池由于理论效率高、材料消耗少、制备能耗低等被称为第二代太阳能电池技术。尤其是在柔性衬底上制备的薄膜电池,具有可卷曲折叠、不怕摔碰、重量轻、弱光性能好等优势,未来应用前景广阔。

　　锂电池工作原理

　　锂电池是一种充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电池时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。一般采用含有锂元素的材料作为电极的电池，是现代高性能电池的代表。

　　锂离子电池的充放电过程，就是锂离子的嵌入和脱嵌过程。在锂离子的嵌入和脱嵌过程中，同时伴随着与锂离子等当量电子的嵌入和脱嵌（习惯上正极用嵌入或脱嵌表示，而负极用插入或脱插表示）。在充放电过程中，锂离子在正、负极之间往返嵌入/脱嵌和插入/脱插，被形象地称为“摇椅电池”。

　　当对锂电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构，它有很多微孔，达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。

　　锂电池未来的发展前景

　　锂电池，它的应用领域和占比都是在不断变化的。未来的前景重点应用应该集中在电动工具，新能源汽车，轻型电动车和能源存储系统等等。这些领域内的产业规模，在未来几年应该会保持成倍的增长趋势。

　　储能技术是未来能源结构转变和电力生产消费方式变革的战略性支撑。在储能技术发展和商业化趋势推动下，动力锂电池作为新能源行业的主角之一也将迎来发展的新机遇。而储能规模化发展将会促进锂电池产业链延伸与整合，促使动力锂电池产业上中下游与资本对接，与市场同步，实现合作共赢。

　　锂电池广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，邮电通讯的不间断电源，以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域。

　　以上就是薄膜太阳能电池和锂电池工作原理及发展前景介绍。固态锂电池是未来锂电池极有希望的发展方向，目前薄膜太阳能电池技术的发展预示着一个人人都能通过太阳能获得清洁能源的美好将来。新的薄膜光电池产品价廉物美。