12大太阳能光伏电池新技术一览
厦门大学物理与机电工程学院康俊勇教授课题组日前成功研发出以氧化锌和硒化锌两种宽带隙半导体为材料的太阳能光伏电池，从而大大稳定其性能并延长使用时间。据悉，这是国际上首次实现了宽带隙半导体在太阳能光伏电池中的应用。
近期，英国皇家化学学会的《材料化学》杂志发表了这一成果，在国际上引起广泛关注。美国《科技日报》等十多个科技网站对该项成果进行了报道和转载。
据介绍，所谓宽带隙半导体，一般是指室温下带隙大于2.0电子伏特的半导体材料。从物理学上来讲，带隙越宽，其物理化学性质就越稳定，抗辐射性能越好，使用时间也越长。但与此同时，带隙宽却存在对太阳光的吸收较少，光电转换效率低的缺陷。受制于这种致命缺陷，宽带隙半导体材料以往在太阳能电池中不用作发电的关键结构，而仅用作电极。
8.柔性太阳能电池
2011年6月9日物理学家组织网站报道，杜邦卡普顿（DuPontKapton）无色聚酰亚胺薄膜（polyimidefilm）是一种新材料，目前正在开发，作为柔性基质，用于碲化镉（CdTe：cadmiumtelluride）薄膜光伏（PV）模块，现在，能源转换效率上已经创造了新的世界纪录。瑞士联邦材料科学与技术实验室有一个小组，已展示了13.8%的转换效率，他们使用了这种新的无色薄膜，刷新了他们过去12.6%的纪录，并接近使用玻璃的纪录。
卡普顿聚酰亚胺薄膜薄了100倍，轻了200倍，这是对比通常使用的光伏玻璃而言，因此，就有一种先天的优势，可以过渡到基于柔性薄膜而不是刚性玻璃的碲化镉系统。高速而低成本的卷到卷沉积技术（roll-to-rolldepositiontechnologies）可用于高通量（high-throughput）制造柔性太阳能电池，采用聚合物薄膜（polymerfilm）作为基板就可以。新的聚酰亚胺薄膜意义重大，潜在地说，可带来更轻更薄的柔性光伏组件，更容易处理，成本更低就可以安装，这使它可以理想地做一些应用，包括建筑一体化光伏应用。
9.索尼染料敏化太阳能光伏电池
在2011年中日绿色博览会上，众多的日本企业全面展出了环保科技、环保产品和环境管理方面的先进实践。作为全球首家提出环境零负荷目标的跨国公司，索尼在染料敏化太阳能光伏电池等新材料、新能源、节能、净化等领域的诸多尖端环境技术，成为此次展示的一大看点。
染料敏化太阳能光伏电池的主要材料采用染料分子而不是硅，通过染料分子吸收光能转换为电能。生产上可以采用涂布印刷等简单工艺，对环境影响轻微。很容易实现颜色变化和多样的设计。索尼公司研发的染料敏化太阳能光伏电池模组试验机的光电转换效率是世界最高水平（经验证达到9.9%）。
10.深港合作研发新一代太阳能光伏电池
香港中文大学与中国科学院深圳先进技术研究院合作，前不久成功研发出光电转换效率达17％的铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能光伏电池，领先全国，比肩世界顶级水平。
CIGS电池以价格低廉的玻璃、塑胶、金属箔片作为基底，再镀上1／200毫米的多层薄膜材料组成可在阴天及散射光下发电，适用于高楼林立的城市环境，比传统的晶体硅太阳能光伏电池薄98％，成本降低一半，被称为下一代非常有前途的新型薄膜太阳能光伏电池。
此次深港合作研制的CIGS电池，纤薄易携，性能稳定，既适用于给屋宇楼顶及建筑外墙发电，也可植入手袋及背包等个人物品实时为电子产品充电，还可用作航天及军用电子设备电源。据专家介绍，如果在屋顶上铺10平方米CIGS电池每日可供5至6度电，足够提供4人家庭一日之用。如果是面积为10cm×10cm的CIGS电池，在阳光充足的条件下，为一部手机充满电只需2至3小时，价格预计为30港元。而且CIGS电池耐用度可达20年，保养简单，只需偶尔抹拭电池表面便可。
11.日欧共同开发集光型太阳能光伏电池
日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）宣布，日本和欧盟（EU）将携手开发单元转换效率达到45％以上的集光型太阳能光伏电池。日本和欧盟6个国家的产学官研究机构将参加此次开发。研发期间是截至2014年的约4年时间，预算规模预计为日方出资6亿5000万日元，EU出资500万欧元（约合6亿日元）左右。
日本方面，丰田工业大学教授山口真史为研发负责人，夏普、大同特殊钢、东京大学以及产业技术综合研究所等参与开发。EU方面，西班牙马德里理工大学（TechnicalUniversityofMadrid）的AntonioLuque为研发负责人，德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所（FraunhoferInstituteforSolarEnergySystems）、英国伦敦帝国学院（ImperialCollegeLondon）、意大利国家新技术能源和可持续经济发展局（ItalianNationalAgencyforNewTechnologies，EnergyandSustainableEconomicDevelopment）、西班牙BSQSolar,SL.、德国PSEAG以及法国FrenchNationalInstituteforSolarEnergy参与开发。旨在实现45％以上单元转换效率的具体研发项目包括：新材料和新构造的开发、单元和模块的开发及评测、集光型太阳能光伏电池测量技术相关的标准化活动等。
12.石墨烯制备新型高效太阳能光伏电池
石墨烯的电子迁移率是硅的100倍，具有卓越的强度和透明度，97.7％的光可被传输，是一种理想的电极材料。
极高的电子迁移率使石墨烯具有理想的条件，电子穿过石墨烯时，大约有100倍的迁移率，这是对比硅而言，石墨烯还具有卓越的强度，而且事实上，它几乎是透明的（2.3％的光可被吸收；97.7％的光可被传输），这些都使它成为理想的候选材料，可用于光伏领域，超薄透明石墨烯膜就可替代金属氧化物电极。因此，它可能是一种很前途的替代材料，可替代铟锡氧化物（ITO：indiumtinoxide），铟锡氧化物是目前标准的透明电极材料，石墨烯用作电极，可用于液晶显示器，太阳能光伏电池，iPad和智能手机使用的触摸屏，以及有机发光二极管（OLED）显示器，这种显示器用于电视和计算机。
通过以上的太阳能光伏电池技术发展可知，不管是何种太阳能电池的研发与创新，提高太阳能电池转换效率、降低太阳能光伏电池生产成本是所有电池生产企业及研发机构关注的核心问题。我相信随着技术的不断进步、电池生产规模的逐渐扩大，必会促使太阳能光伏电池的生产成本进一步降低。那么未来终将使得光伏组件价格持续下降，平价上网也将有望早日实现。
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