新材料技術(shù)前景廣闊

　　最近，科學(xué)家除了在利用硅制造太陽能電池方面取得新突破之外，也在使用非硅物質(zhì)，比如半導(dǎo)體和有機(jī)化學(xué)化合物替代硅方面取得了一定的突破。使用其他物質(zhì)而不是硅能夠降低成本，因?yàn)槠渖a(chǎn)過程簡單而廉價(jià)，并且也不會(huì)同其他使用硅的工業(yè)“勢如水火”。然而，還需要對這些替代物質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步的研究，看其能效是否優(yōu)異于硅。這些研究正在快速發(fā)展中。

　　“薄膜光伏”無疑是備受追捧的技術(shù)之一，與硅基太陽能電池相比，薄膜太陽能電池用材少、成本低，盡管其轉(zhuǎn)換效率也相對較低，但其安裝方便的優(yōu)勢可能可以開辟出另一片市場。

　　另外，薄膜太陽能電池既可安裝在屋頂，也可安裝在建筑物的側(cè)墻或窗戶上，將來甚至可能印刷或裝訂在柔軟的書脊或衣服上，豐田汽車目前正在試驗(yàn)將薄膜太陽能電池運(yùn)用在其混合動(dòng)力車如普瑞斯（Prius）上的技術(shù)。歐洲能源協(xié)會(huì)預(yù)測，到2010年，薄膜太陽能電池將占據(jù)光伏市場20%的份額。

　　目前，市場上的太陽能新技術(shù)出現(xiàn)了單晶硅、多晶硅、薄膜太陽能電池幾足鼎立的格局，薄膜已經(jīng)占據(jù)了光伏市場的7%到10%。據(jù)總部位于美國馬薩諸塞州的“普羅米修斯可持續(xù)發(fā)展研究所”預(yù)測，到2012年，非硅薄膜應(yīng)用將占據(jù)40%的市場份額。

　　世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織6月份的報(bào)告指出，瑞士洛桑聯(lián)邦工學(xué)院參與的“薄膜光伏”聯(lián)合研究機(jī)構(gòu)旨在提高非硅薄膜太陽能電池的效率，他們特別關(guān)注銅銦硒化鎵（CIGS）、有機(jī)的以及染料敏化太陽能電池的能效。2006年，該項(xiàng)目開始時(shí)，CIGS薄膜太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率大約為11%。研究人員使用CIGS和染料敏化光伏技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中將“薄膜光伏”的轉(zhuǎn)換效率提高到了15%。該聯(lián)合研究機(jī)構(gòu)認(rèn)為，轉(zhuǎn)換效率還有進(jìn)一步提高的潛力。

　　2008年3月，“美國能源部國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室”打破了“薄膜光伏”的記錄，其研制的CIGS薄膜太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到19.9%。這使薄膜技術(shù)的效能同晶體硅并駕齊驅(qū)?？稍偕茉磳?shí)驗(yàn)室宣稱，在生產(chǎn)過程中使用了品質(zhì)優(yōu)異的材料，因此提升了輸出功率。該實(shí)驗(yàn)室對CIGS電池的發(fā)展前景滿懷信心。因?yàn)檫@種電池很輕，它可上天入地，既可應(yīng)用于太空，也可用于便攜電子產(chǎn)品市場。這種電池還適合特殊的建筑應(yīng)用，比如光伏屋瓦和光伏窗戶等。

　　《世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織》雜志6月份的報(bào)道指出，與傳統(tǒng)的光伏技術(shù)相反，染料敏化太陽能電池將吸收陽光的任務(wù)同電荷載體輸送的任務(wù)分開。在染料敏化太陽能電池中，吸光染料因光伏作用產(chǎn)生的電子被傳輸?shù)竭\(yùn)輸電荷的半導(dǎo)體材料薄層。這一技術(shù)可以生產(chǎn)出可直接涂在鋼板上的染料敏化太陽能電池涂料，英國的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)正在著手進(jìn)行相關(guān)的研發(fā)活動(dòng)，有望于2011年投放市場。

　　目前，美國更多地專注于不同的薄膜技術(shù)；而歐洲和亞洲則更青睞單晶和多晶硅太陽能電池。隨著研究不斷深入，太陽能電池的能效將進(jìn)一步提高，越來越多前景廣闊的其他非硅技術(shù)將涌入市場。正如WIPO（世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織）在即將公布的替代能源技術(shù)研究中所揭示的：在過去的20年中，主要的工業(yè)產(chǎn)權(quán)機(jī)構(gòu)收到的太陽能發(fā)明方面的專利申請數(shù)量增加了近兩倍。

　　光伏產(chǎn)業(yè)或成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展新引擎

　　金融危機(jī)放慢了光伏市場的發(fā)展速度，但不會(huì)使市場停滯不前。由于技術(shù)的改進(jìn)和新的突破性發(fā)明，太陽能領(lǐng)域的PCT專利越來越多，這是太陽能領(lǐng)域快速發(fā)展的證據(jù)。

　　美國奧巴馬政府提出的7000億美元經(jīng)濟(jì)刺激計(jì)劃中，把發(fā)展太陽能光伏產(chǎn)業(yè)作為擺脫經(jīng)濟(jì)衰退、創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì)、搶占未來發(fā)展制高點(diǎn)的重要國家戰(zhàn)略。

　　而在中國，根據(jù)《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》，到2020年，中國力爭使太陽能發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到18億瓦，到2050年將達(dá)到6000億瓦。預(yù)計(jì)到2050年，中國可再生能源的電力裝機(jī)將占全國電力裝機(jī)的25%，其中光伏發(fā)電裝機(jī)將占到5%。預(yù)計(jì)2030年之前，中國太陽能裝機(jī)容量的復(fù)合增長率將高達(dá)25%以上。

　　縱觀近現(xiàn)代歷史，大蕭條中孕育著蓬勃的新技術(shù)和新觀念，推動(dòng)著人類發(fā)展這個(gè)列車不斷向前進(jìn)，在本世紀(jì)，光伏技術(shù)基于其技術(shù)先進(jìn)性、資源無限性和綠色環(huán)保性等特征，無疑是下輪產(chǎn)業(yè)技術(shù)革命的核心，或許也是帶領(lǐng)經(jīng)濟(jì)走出泥潭的火車頭。