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太陽能電池板的未來(1)

  不同代際的太陽能電池板處于不同的技術生命周期階段,目前已經研發出四代太陽能電池。

  其中以晶體硅為基礎的第一代太陽能電池早已實現產業化,其生產技術成熟,但限于資源及光電轉換效率,這些產品面臨淘汰,處于技術生命周期的衰落期;以薄膜材料為主的第二代太陽能電池技術基本成熟,然而其制造難度大、成本高,其產業化進程受到很大限制,處于邁入技術成熟期的前端,如果能夠在降低成本提高產量方面有所突破,第二代太陽能電池有望迅速占領市場的大部分份額;相比之下,第三代、第四代太陽能電池仍處于電池材料開發的萌芽階段,雖然其應用潛力已在實驗室中得到證明,但尚未達到大規模生產的水平,處于技術生命周期的萌芽期。本文將歸納太陽能電池領域的潛在技術。

  首先是基于材料吸光度的多層結構設計。

  吸光度(Absorbance)是衡量材料吸收光的能力的物理量,吸光度越大,材料對光的吸收能力越強,光的透過率越低。同時,由于材料本身性質不同,材料吸收光線的波長范圍往往也有差異,在紅外線、可見光、紫外線等波長范圍內分布不均。

  傳統的太陽能電池中,通常采用單一的電池材料完成光電轉換,其效率直接取決于材料性質。隨著人們對電池材料的認識不斷深入,研究人員發現可以利用材料吸收特定波長光線的性質,選擇性地透過其他波長范圍的光,在原有材料的下層分布其他電池材料對透過光進行再吸收,進而彌補單一電池材料光電轉換的不足,在全波長范圍內充分利用光能。

  原理上,多層結構彌補了傳統太陽能電池對光能利用率低的不足,有望提高光電轉換效率。但是在實際操作中,多層結構向研究人員提出了更高的要求:一方面,電池材料多種多樣,每種材料都擁有各自的吸光特性,如何遴選材料使之在吸收波長得到互補、在吸光度上互相匹配,是多層材料設計的最大難點,如果處理不當將導致材料資源的浪費,還會提高成本;另一方面,多層結構的實現對材料制備工藝提出挑戰,如何匹配不同材料的合成條件、采用適當的工藝保證不同材料在多個層級上分布是亟待解決的關鍵技術。

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網站關鍵詞:太陽能電池板/家用太陽能電池板/雙玻組件

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