薄膜太陽能電池的興起

說起太陽能電池，目前在這一行業(yè)中起主導(dǎo)的是硅晶，硅晶由精煉硅制成。這一模塊作為太陽能的基本技術(shù)已經(jīng)存在50多年了。自從1954年第一塊硅太陽能電池被發(fā)明后，其數(shù)量快速增加，目前12%到18%轉(zhuǎn)變成電能的太陽輻射都通過其實(shí)現(xiàn)。

晶體硅材料依然在太陽能光電池材料中占據(jù)主導(dǎo)地位，但是，最近幾年在薄膜光電池技術(shù)上也有了很多突破。在2005年的時(shí)候，晶體硅在太陽能光電池市場(chǎng)占到95%以上的份額。但是從那個(gè)時(shí)候開始，薄膜光電池材料在市場(chǎng)所占份額逐年穩(wěn)步上升，到今日已經(jīng)占到了25%的份額。數(shù)以百計(jì)的從事薄膜光電池技術(shù)的公司已經(jīng)進(jìn)入了研發(fā)和生產(chǎn)的新階段。

大面積以及層疊狀的薄膜光電池產(chǎn)品從上世紀(jì)90年代開始就已經(jīng)商業(yè)化了，目前薄膜光電池產(chǎn)品的能量轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達(dá)到了6%到11%。能量轉(zhuǎn)換效率越高，那么產(chǎn)生一定電量所需的面積以及其他輔助設(shè)備就越少，這是一件很劃算的事情。就目前來說，薄膜太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率還是與晶體硅存在著距離，但是相比與晶體硅，薄膜太陽能電池在其他方面存在著巨大的優(yōu)勢(shì)。最重要的一點(diǎn)，就是薄膜太陽能電池的生產(chǎn)成本低。很多薄膜太陽能電池板都是由非晶硅制成的，而制備硅晶太陽能電池板時(shí)要使用高等硅。除此之外，薄膜太陽能電池還可以由其他半導(dǎo)體材料制成，包括銅銦鎵硒（CIGS）材料和碲化鎘材料。

太陽能技術(shù)的廣闊前景——成規(guī)模的實(shí)用薄膜光電池項(xiàng)目

可再生能源領(lǐng)域存在一個(gè)關(guān)鍵性的問題，就是何時(shí)規(guī)?；奶柲芄怆姵丶夹g(shù)能夠與從化石燃料中獲得電能在價(jià)格上形成競爭或與其等價(jià)。而事實(shí)上，規(guī)?；谋∧す怆姵丶夹g(shù)在成本上已經(jīng)低于核電，只是目前比燒煤獲得電能的成本更高一些。

很多薄膜太陽能電池的生產(chǎn)者們已經(jīng)成功降低了成本，目前在這一領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊是位于亞利桑那州坦佩的第一太陽能公司。第一太陽能公司在2009年通過碲化鎘電池生產(chǎn)了1千兆瓦的電能。換句話說，1千兆瓦等同于25萬個(gè)大型的家庭薄膜太陽能光電轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的生產(chǎn)總量。

第一太陽能公司在2009年實(shí)現(xiàn)了平均10.9%的能量轉(zhuǎn)換效率，他們的產(chǎn)品成為薄膜產(chǎn)品中能量轉(zhuǎn)換效率最高的產(chǎn)品。該公司同時(shí)還解決了生產(chǎn)中所使用的重金屬鎘的問題，通過設(shè)計(jì)循環(huán)系統(tǒng)以避免鎘這一有害物質(zhì)隨著廢棄物一同排放出來。

在過去的幾年中，第一太陽能公司大大降低了他們的生產(chǎn)成本。他們的成本只相當(dāng)與硅晶材料或目前市場(chǎng)上其他薄膜太陽能產(chǎn)品的一半。他們降低成本的措施包括縮短生產(chǎn)時(shí)間以及規(guī)?；O(shè)備的安裝時(shí)間。與同行業(yè)的其他公司相比較，第一太陽能公司的規(guī)?；O(shè)備安裝費(fèi)用降低了10%到15%，但是他們的產(chǎn)量卻要比生產(chǎn)硅晶的公司高出10%左右（在相同的設(shè)計(jì)效率下）。在接下來的五年中，第一太陽能公司將致力于將生產(chǎn)效率再提高15%，并且再進(jìn)一步降低其生產(chǎn)成本。如果該公司真的能夠成功地實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，那么通過規(guī)模化的薄膜太陽能裝置獲得電能將會(huì)與通過化石燃料獲得電能一樣廉價(jià)。