• 薄膜太阳能技术

    October 13th, 2008

    早在10年前,科学家就发明了一种比头发还要细的太阳能电池,由于其所使用的半导体原料远较一般太阳能电池为少,因此可解决太阳能电池价格高昂的问题。后来,研究人员使用称为CIS 的复合半导体的技术,将2~3微米厚的CIS放在玻璃等物料上,制成薄膜太阳能电池。它比传统以矽制成的太阳能电池薄100倍,实际上比头发还要薄,它亦较轻和使用较少半导体物料,售价因此较便宜并可大量生产。

    传统的矽电池需大量半导体物料,价格昂贵,因此无法普及,而且由于较笨重,其应用范围受限制。薄膜电池却只需要将廉价物料放在诸如塑胶等有弹性的表面上便可,价钱便宜而且轻便。

    有机薄膜太阳能电池使用塑料等质轻柔软的材料为基板,因此人们对它的实用化期待很高。研究人员表示,通过进一步研究,有望开发出转换率达20%、可投入实际使用的有机薄膜太阳能电池。专家相信,不久的将来,薄膜材料的太阳能电池将出现在人们的日常生活中。

    目前,世界上至少有40个国家正在开展对下一代低成本、高效率的薄膜太阳能电池实用化的研究开发。去年10月,日本昭和壳牌石油公司创下了铜铟硒薄膜太阳能电池光电转换效率的最高世界纪录。面积为864平方厘米的转换效率为14.3%,面积为3560平方厘米的转换效率为13.4%。由于该公司已经使用该太阳能电池制成日本第一个10千瓦太阳能发电系统,使该太阳能电池的实用化向前迈进了一大步。

    铜铟硒薄膜太阳能电池可实现低成本高效率,由于其具有低于目前主流的结晶系Si太阳能电池成本的竞争优势,有望作为下一代太阳能电池。此外铜铟硒薄膜太阳能电池对宇宙射线的耐受性比其他电池高,是一种成本低、质量轻的宇宙用太阳能电池,可作为人造卫星的电源等。

    降低生产成本是推广太阳能电池的关键。德国太阳能技术研究所历经10年努力,开发成功一种新型薄膜太阳能电池技术,该项技术采用连续电沉积工艺,制备出在铜箔上形成薄膜太阳能电池的带卷,然后通过特殊的封装工艺组装成柔软的太阳能电池组件。目前,这种电池的实验室效率已达到9.2%,理论效率高达30%,并且由于材料消耗少、工艺简单,预期最终成本将低于每瓦0.6欧元。

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