商业性开发进展迅速
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。
汽车业涉足薄膜太阳能电池
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2007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27.5兆瓦,足够满足8000户家庭的日常电能需求,则每年能从太阳能电池的销售中获得7000万美元的收入。
尽管本田公司未公开生产太阳能电池所用的材料,但业内权威人士相信使用的是不含有硅的铜铟硒(CIS)薄膜,这种太阳能电池是从20世纪80年代初发展起来的多晶薄膜电池。CIS电池以其廉价、高效、接近于单晶硅太阳能电池的稳定性和较强的空间抗辐射性而成为本世纪最具有前途的太阳能电池之一,是目前国内外众多科研机构及行业专家的研究热点。与以硅为原料制成的传统太阳能电池相比,铜铟硒薄膜在生产过程中所消耗的能量仅为后者的一半,而排放的二氧化碳也会相应减少50%。
中国发展迅速
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。该项目计划于2006年底完成后,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。