太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)一直是各大專家看好的一個(gè)能源輸出,如何更好的利用太陽(yáng)能也是社會(huì)上一直力求突破的難題。在目前,已經(jīng)開(kāi)發(fā)的各大技術(shù)中,下一次突破成了目標(biāo):成本價(jià)格戰(zhàn),怎么樣才能降低目前的成本。
各個(gè)機(jī)構(gòu)一直在想方設(shè)法削減成本并提高太陽(yáng)能電池板的能量產(chǎn)出。上世紀(jì)90年代,相關(guān)實(shí)驗(yàn)室制造出了一款轉(zhuǎn)化率創(chuàng)紀(jì)錄的太陽(yáng)能電池,其記錄一直堅(jiān)挺地保持至今。為了獲得這一轉(zhuǎn)化記錄,專家們不得不使用昂貴的石印技術(shù)來(lái)制造精細(xì)的電線以收集太陽(yáng)能電池提供的電流。但技術(shù)的穩(wěn)步發(fā)展使科學(xué)家們現(xiàn)在能用屏幕印刷術(shù)制造出精細(xì)的電線。最近的研究表明,屏幕印刷術(shù)能制造出寬度僅為30微米的電線,成本要低很多。
無(wú)獨(dú)有偶,美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)已在一種新類型的玻璃(由康寧公司制造的超薄高度彎曲玻璃)上制造出了一款柔性太陽(yáng)能電池。他們制造出的這款薄膜碲化鎘太陽(yáng)能電池是目前唯一一款可以在大規(guī)模生產(chǎn)上與傳統(tǒng)硅太陽(yáng)能電池相抗衡的太陽(yáng)能電池?,F(xiàn)在,這樣的太陽(yáng)能電池只能成批制造(硅太陽(yáng)能電池也是如此),但能在一塊可彎曲的玻璃上將其制造出來(lái)提供了一種可能性,那就是,可以持續(xù)不斷地采用卷對(duì)卷的方式將其制造出來(lái)(就像打印報(bào)紙一樣),因而可以通過(guò)增加產(chǎn)量來(lái)減少成本。
現(xiàn)在,一種前后兩面都能吸收太陽(yáng)光的“雙面太陽(yáng)能”已被研發(fā)出來(lái)
這種太陽(yáng)能電池的基本理念是,在白天的大部分時(shí)段,落在地面上一排排太陽(yáng)能電池板之間的太陽(yáng)光被反射到太陽(yáng)能電池板背面,這些光有望被吸收利用,從而增加能量產(chǎn)出。這項(xiàng)研究尤其適用于沙漠地帶,因?yàn)榇颂幪?yáng)光的反光能力非常強(qiáng)。單面太陽(yáng)能電池板可產(chǎn)生340瓦的電力;而雙面太陽(yáng)能電池板則有望高達(dá)400瓦。趙建華希望這些太陽(yáng)能電池板在一年內(nèi)能將產(chǎn)出的能量提高20%。
這樣的太陽(yáng)能電池板可能會(huì)像籬笆一樣被垂直安裝,這樣,太陽(yáng)能電池板的一面在早上吸收太陽(yáng)光;另一面則在下午吸收太陽(yáng)光,這就使得彈丸之地上都可以安裝這種太陽(yáng)能電池板,例如,可以將它們作為高速公路的噪聲障。而且,這種布局策略的優(yōu)勢(shì)有望在塵沙彌漫的地方得以彰顯。中東的很多地方似乎是這種太陽(yáng)能電池板的理想歸宿,因?yàn)?,盡管這些地方的日照特別強(qiáng)烈,但頻繁爆發(fā)的沙塵暴會(huì)讓能源產(chǎn)出縮水。垂直安裝的太陽(yáng)能電池板不會(huì)給灰塵提供“安身立命之所”,因此有望讓整個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng)變得更經(jīng)濟(jì)可行。
半導(dǎo)體“伴侶”或讓硅太陽(yáng)能電池的效率翻倍
不過(guò),從更長(zhǎng)遠(yuǎn)的眼光來(lái)看,格林還是將賭注壓在硅上。他希望通過(guò)讓硅同一、兩種其他的半導(dǎo)體“聯(lián)姻”,大大提高硅太陽(yáng)能電池板的效率。其中添加的每種半導(dǎo)體都會(huì)選擇性地吸收太陽(yáng)光譜中的部分光(硅無(wú)法有效地吸收這部分光)并將其轉(zhuǎn)化為電能。
增加一種半導(dǎo)體有望將太陽(yáng)能電池板的光電轉(zhuǎn)化效率從目前的20%到25%提升至40%左右。再增加另外一種半導(dǎo)體有望使效率高達(dá)50%,這就可以少安裝至少一半的太陽(yáng)能電池板。當(dāng)然,這一方法面臨的主要挑戰(zhàn)是讓這些半導(dǎo)體能很好地“聯(lián)姻”,這一挑戰(zhàn)主要由晶體硅中的硅原子的排列所制造。
所以在眾多的研究發(fā)現(xiàn)中,最終的目的無(wú)疑就是降低成本,只有在更少的陳本下獲得最大的利益,才能算是發(fā)揮最大的太陽(yáng)能源。