迅速崛起的薄膜太阳能电池

　　生意社12月24日讯　全球生产太阳能电池最大的企业日本夏普电器公司董事长片山干雄近日指出：“2013年之前是薄膜硅和结晶硅齐头并进，2013年以后将是薄膜硅将成主流。”他的依据是，薄膜太阳能电池在技术开发上已超越传统的硅电池，生产成本也迅速跟上市场竞争的需要。另一方面，鉴于资源的短缺，结晶硅材料的制造和获取都非常困难。

　　光伏技术变革是大势所趋

　　近年来，业界对以薄膜取代硅晶制造太阳能电池在技术上已有足够的把握。日本产业技术综合研究所于去年2月已经研制出目前世界上太阳能转换率最高的有机薄膜太阳能电池，其转换率已达到现有有机薄膜太阳能电池的四倍。新型有机薄膜太阳能电池在原有的两层构造中加入一种混合薄膜，变成三层构造，这样就增加了产生电能的分子之间的接触面积，从而大大提高了太阳能转换率。

　　有机薄膜太阳能电池使用塑料等质地轻柔的材料为基板，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。

　　薄膜太阳能优势明显

　　世界上另一家太阳能电池巨头、美国艾奥瓦薄膜技术公司今年2月向市场推出一系列覆有太阳能薄膜的商品，包括太阳能无线电耳机和33厘米宽的发电塑料卷。另一家卡纳卡公司已开发出能发电的衣服和白天徒步旅行用的背包。

　　美国马萨诸塞州内蒂克的美军士兵系统中心计划将士兵变成行走的发电站，以此来减轻他们的负担。事实上艾奥瓦薄膜技术公司去年已开始向美军提供口袋大小的薄膜太阳能充电器和嵌有能发电的柔性塑料面板的帐篷。实地试验的士兵将这种帐篷用于为医疗或通信设备供电的场所。

　　传统的硅电池需大量半导体材料，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即可，价钱便宜而且携带方便。

　　薄膜化挑战“普及价格”

　　长期以来，太阳能发电普及缓慢，其中一个重要原因是由于生产成本高，导致难以广泛被市场接受。如今，以薄膜代替硅，将可从根本上解决生产成本高的问题。

　　2007年1月，日本本田公司使用了特殊的化合物原材料生产太阳能电池，扩大了吸收光的波长领域，将输出功率1千瓦的太阳能发电系统总发电量提高了10%左右。这样，每千瓦小时的发电成本从约60日元降低到22日元，与普通电费不上相下。

　　现在，专家越来越看好的新一代太阳能发电产品，即薄膜多晶硅太阳能电池。它并不是象原有产品那样从硅块上切割晶圆，而是使用等离子体及气体，将厚度为2～3微米的多晶硅薄膜层叠在底板上。

　　去年8月，本田的太阳能电池则使用了钢、铟、钾、硒等化合物(CIGS)的薄膜，理论上该特殊化合物的转换效率可达到25～30%，高于单晶硅，但各种成分的组合非常微妙，因此这种化合物薄膜一直被认为很难实现大型化及量产化。但是，本田成功地开发出了在底板上稳定层叠化合物膜的独自技术，突破了这一壁垒。

　　商业性开发前景广阔

　　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电池光电转换效率的最高世界纪录。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性向前迈进了一大步。

　　铜铟硒薄膜太阳能电池可实现低成本高效率，有望成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。

　　日本第三大汽车制造商本田汽车公司去年12月19日宣布，从2008年起开始大规模生产太阳能电池，该公司将在九州岛熊本市的轿车工厂内再建立一座专门生产太阳能电池的工厂，一旦新工厂年产能达到预定的2.75万千瓦，足够满足8000户家庭的日常电能需求，而每年就能从太阳能电池的销售中就能获得7000万美元的收入。

　　中国市场潜力巨大

　　我国独立开发的“铜铟硒薄膜太阳能电池试验平台与中试线”项目，已被科技部列为国家863计划新立项课题。

　　铜铟硒薄膜太阳能电池以玻璃或其他廉价材料为衬底，金属化合物薄膜厚度仅3～4微米，其光电转换效率较高，而资源消耗低、环境污染少。目前我国已在一些关键技术上取得了重大突破，并创造了电池光电转换效率高于12%的新纪录。该项目于2006年底完成，一旦批量生产，将使我国化合物薄膜太阳能电池这一高新技术居于国际先进水平，并使该产品成为最具市场前景的薄膜太阳能电池之一。

　　薄膜太阳电池用硅量极少，更容易降低成本，同时它既是一种高效能源产品，又是一种新型建筑材料，更容易与建筑完美结合。在国际市场硅原材料持续紧张的背景下，薄膜太阳电池已成为国际光伏市场发展的新趋势和新热点。硅薄膜电池已经到了产业化阶段，这种电池不用硅片，只需要1～2微米的硅，随着技术的不断成熟，硅晶太阳能电池必然为硅薄膜太阳能电池所取代。

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