迅速崛起的薄膜太陽能電池

　　生意社12月24日訊　全球生產太陽能電池最大的企業日本夏普電器公司董事長片山干雄近日指出：「2013年之前是薄膜矽和結晶矽齊頭並進，2013年以後將是薄膜矽將成主流。」他的依據是，薄膜太陽能電池在技術開發上已超越傳統的矽電池，生產成本也迅速跟上市場競爭的需要。另一方面，鑑於資源的短缺，結晶矽材料的製造和獲取都非常困難。

　　光伏技術變革是大勢所趨

　　近年來，業界對以薄膜取代矽晶製造太陽能電池在技術上已有足夠的把握。日本產業技術綜合研究所於去年2月已經研製出目前世界上太陽能轉換率最高的有機薄膜太陽能電池，其轉換率已達到現有有機薄膜太陽能電池的四倍。新型有機薄膜太陽能電池在原有的兩層構造中加入一種混合薄膜，變成三層構造，這樣就增加了產生電能的分子之間的接觸面積，從而大大提高了太陽能轉換率。

　　有機薄膜太陽能電池使用塑料等質地輕柔的材料為基板，因此人們對它的實用化期待很高。研究人員表示，通過進一步研究，有望開發出轉換率達20%、可投入實際使用的有機薄膜太陽能電池。

　　薄膜太陽能優勢明顯

　　世界上另一家太陽能電池巨頭、美國艾奧瓦薄膜技術公司今年2月向市場推出一系列覆有太陽能薄膜的商品，包括太陽能無線電耳機和33厘米寬的發電塑料卷。另一家卡納卡公司已開發出能發電的衣服和白天徒步旅行用的背包。

　　美國麻薩諸塞州內蒂克的美軍士兵系統中心計劃將士兵變成行走的發電站，以此來減輕他們的負擔。事實上艾奧瓦薄膜技術公司去年已開始向美軍提供口袋大小的薄膜太陽能充電器和嵌有能發電的柔性塑料面板的帳篷。實地試驗的士兵將這種帳篷用於為醫療或通信設備供電的場所。

　　傳統的矽電池需大量半導體材料，價格昂貴，因此無法普及，而且由於較笨重，其應用範圍受限制。薄膜電池卻只需要將廉價物料放在諸如塑膠等有彈性的表面上即可，價錢便宜而且攜帶方便。

　　薄膜化挑戰「普及價格」

　　長期以來，太陽能發電普及緩慢，其中一個重要原因是由於生產成本高，導致難以廣泛被市場接受。如今，以薄膜代替矽，將可從根本上解決生產成本高的問題。

　　2007年1月，日本本田公司使用了特殊的化合物原材料生產太陽能電池，擴大了吸收光的波長領域，將輸出功率1千瓦的太陽能發電系統總發電量提高了10%左右。這樣，每千瓦小時的發電成本從約60日元降低到22日元，與普通電費不上相下。

　　現在，專家越來越看好的新一代太陽能發電產品，即薄膜多晶矽太陽能電池。它並不是象原有產品那樣從矽塊上切割晶圓，而是使用等離子體及氣體，將厚度為2～3微米的多晶矽薄膜層疊在底板上。

　　去年8月，本田的太陽能電池則使用了鋼、銦、鉀、硒等化合物(CIGS)的薄膜，理論上該特殊化合物的轉換效率可達到25～30%，高於單晶矽，但各種成分的組合非常微妙，因此這種化合物薄膜一直被認為很難實現大型化及量產化。但是，本田成功地開發出了在底板上穩定層疊化合物膜的獨自技術，突破了這一壁壘。

　　商業性開發前景廣闊

　　目前，世界上至少有40個國家正在開展對下一代低成本、高效率的薄膜太陽能電池實用化的研究開發。去年10月，日本昭和殼牌石油公司創下了銅銦硒薄膜太陽電池光電轉換效率的最高世界紀錄。由於該公司已經使用該太陽能電池製成日本第一個10千瓦太陽能發電系統，使該太陽能電池的實用性向前邁進了一大步。

　　銅銦硒薄膜太陽能電池可實現低成本高效率，有望成為下一代太陽能電池。此外銅銦硒薄膜太陽能電池對宇宙射線的耐受性比其他電池高，是一種成本低、質量輕的宇宙用太陽能電池，可作為人造衛星的電源等。

　　日本第三大汽車製造商本田汽車公司去年12月19日宣布，從2008年起開始大規模生產太陽能電池，該公司將在九州島熊本市的轎車工廠內再建立一座專門生產太陽能電池的工廠，一旦新工廠年產能達到預定的2.75萬千瓦，足夠滿足8000戶家庭的日常電能需求，而每年就能從太陽能電池的銷售中就能獲得7000萬美元的收入。

　　中國市場潛力巨大

　　我國獨立開發的「銅銦硒薄膜太陽能電池試驗平台與中試線」項目，已被科技部列為國家863計劃新立項課題。

　　銅銦硒薄膜太陽能電池以玻璃或其他廉價材料為襯底，金屬化合物薄膜厚度僅3～4微米，其光電轉換效率較高，而資源消耗低、環境污染少。目前我國已在一些關鍵技術上取得了重大突破，並創造了電池光電轉換效率高於12%的新紀錄。該項目於2006年底完成，一旦批量生產，將使我國化合物薄膜太陽能電池這一高新技術居於國際先進水平，並使該產品成為最具市場前景的薄膜太陽能電池之一。

　　薄膜太陽電池用矽量極少，更容易降低成本，同時它既是一種高效能源產品，又是一種新型建築材料，更容易與建築完美結合。在國際市場矽原材料持續緊張的背景下，薄膜太陽電池已成為國際光伏市場發展的新趨勢和新熱點。矽薄膜電池已經到了產業化階段，這種電池不用矽片，只需要1～2微米的矽，隨著技術的不斷成熟，矽晶太陽能電池必然為矽薄膜太陽能電池所取代。

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