前言

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年的時候，晶體硅在太陽能光電池市場占到95%以上的份額。

你準(zhǔn)備好將太陽能代入你的家庭了嗎？目前薄膜太陽能技術(shù)的發(fā)展預(yù)示著一個人人都能通過太陽能獲得清潔能源的美好將來。

太陽每個小時投射到地球表面上的能量比全球人類一年使用的總能量還多。與此同時，人類卻在與環(huán)境污染、氣候變化以及化石燃料的日漸枯竭做斗爭。太陽能技術(shù)可以很好地解決上述問題。最新的光電池技術(shù)可以將太陽光能轉(zhuǎn)換成電能，相比普通可再生能源更有優(yōu)勢。那么我們?yōu)槭裁床皇褂眠@種卓越的技術(shù)為我們的家庭供能呢？每每被問及這個問題，大多數(shù)人給出的答案是光電池系統(tǒng)的安裝費用太高。但是新的薄膜光電池產(chǎn)品價廉物美。在不久的將來，這一技術(shù)就可以改變我們對于電能以及將太陽轉(zhuǎn)換成燃料的觀念。

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年的時候，晶體硅在太陽能光電池市場占到95%以上的份額。但是從那個時候開始，薄膜光電池材料在市場所占份額逐年穩(wěn)步上升，到今日已經(jīng)占到了25%的份額。數(shù)以百計的從事薄膜光電池技術(shù)的公司已經(jīng)進入了研發(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。最重要的一點，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)模的實用薄膜光電池項目

可再生能源領(lǐng)域存在一個關(guān)鍵性的問題，就是何時規(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格上形成競爭或與其等價。而事實上，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。該公司同時還解決了生產(chǎn)中所使用的重金屬鎘的問題，通過設(shè)計循環(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)時間以及規(guī)?；O(shè)備的安裝時間。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%，并且再進一步降低其生產(chǎn)成本。如果該公司真的能夠成功地實現(xiàn)上述目標(biāo)，那么通過規(guī)?；谋∧ぬ柲苎b置獲得電能將會與通過化石燃料獲得電能一樣廉價。

我們能夠在每一棟房子的屋頂上安裝光電轉(zhuǎn)換裝置嗎？

在將來，使用更多成規(guī)模的薄膜太陽能電池板將會是正確的一步，這意味著更多的消費者能夠購買到清潔能源，但是能源生產(chǎn)的控制權(quán)依然會掌握在少數(shù)大公司和市政單位。此外，將能量從太陽光照射條件好的區(qū)域（如西南方）輸送到光照條件差的地區(qū)，需要話費巨資去建設(shè)電能輸送網(wǎng)絡(luò)，與此同時，用于儲存多余的電能然后再釋放的基礎(chǔ)設(shè)施也必不可少。能量集中生產(chǎn)的替代方案就是在不同地方分散生產(chǎn)能量。除了制造大型的新型太陽能板，我們?yōu)槭裁床辉诿恳粭澐孔由虾屯＼噲鲋邪惭b太陽能板呢？以化整為零的方式進行生產(chǎn)。我堅信在全美房屋和停車場中獲得的太陽能，將足以提供我們所需的全部能量。其實美國目前的一些政策已經(jīng)支持這一做法了。

由于薄膜太陽能板很輕便，所以將其融入到建筑物中是可行的，比如用其制造屋頂。建筑物集成太陽能光電板是一個很新的創(chuàng)意。其實，建筑師們早在上世紀80年代就開始用太陽能光電材料制造屋頂，而目前用于制造屋頂?shù)牟ＡР牧蟽r格昂貴、廣受質(zhì)疑。玻璃透光、壽命長以及不會受天氣影響，但是它易碎，不是制造屋頂?shù)睦硐氩牧稀?/p>