由歐洲八國(guó)11家合作夥伴組成的研究聯(lián)盟宣稱找到一種可達(dá)到25%轉(zhuǎn)換效率的矽晶替代方案，透過(guò)其“超高效率CIGS薄膜太陽(yáng)能電池”(Sharc25)計(jì)劃，只需要目前低廉且低效率方案一部份的成本，即能以25%的轉(zhuǎn)換效率產(chǎn)生媲美結(jié)晶矽的單結(jié)薄膜太陽(yáng)能電池。

當(dāng)今最常用的普通單結(jié)晶矽太陽(yáng)能電池平均約有25%的轉(zhuǎn)換效率，更先進(jìn)的設(shè)計(jì)據(jù)稱理論上還可達(dá)到33%的效率極限。然而，中國(guó)制造商以及其他低成本太陽(yáng)能電池供應(yīng)商青睞的低價(jià)薄膜電池效率明顯更低得多。此外，日本的產(chǎn)業(yè)技術(shù)總合研究所(AIST)、太陽(yáng)光發(fā)電協(xié)會(huì)(PVTEC)、夏普(Sharp)、松下(Panasonic)與三菱(Mitsubishi)在上個(gè)月發(fā)布共同開(kāi)發(fā)出一款三結(jié)薄膜太陽(yáng)能電池，可達(dá)到超過(guò)13%的轉(zhuǎn)換效率。

Sharc25計(jì)劃是由德國(guó)太陽(yáng)能暨氫能研究機(jī)構(gòu)(ZSW)主導(dǎo)，并得到歐盟Horizon2020計(jì)劃以及瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室(EMPA)的690萬(wàn)美元贊助。

“我們的太陽(yáng)能電池可用于像穿戴式電子等小型裝置中，”Empa薄膜與光電實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人兼Sharc25計(jì)劃協(xié)調(diào)員AyodhyaTiwari表示，“但我們的主要興趣在于為建筑物與太陽(yáng)能電場(chǎng)等公共事業(yè)進(jìn)行大規(guī)模發(fā)電。”

世界各地有許多太陽(yáng)能電池研究人員均試圖提高薄膜CIGS太陽(yáng)能電池的效率，過(guò)去幾年來(lái)也的確取得了大幅進(jìn)展——其中有些可說(shuō)是一大突破，不過(guò)，薄膜太陽(yáng)能電池技術(shù)至今仍無(wú)法媲美矽晶。此外，EMPA認(rèn)為它在技術(shù)與資金方面均尚未能達(dá)到目標(biāo)。為什么？

Tiwari說(shuō)：“由于過(guò)去兩年來(lái)所達(dá)到的突破成果，以及根據(jù)我們的效率剩余損失分析，我們看到未來(lái)更多進(jìn)展的可能性。在科學(xué)領(lǐng)域，你遵循邏輯事實(shí)，并依據(jù)自已的經(jīng)驗(yàn)與其他專家提供的知識(shí)，致力于發(fā)展具有良好信念的假設(shè)。創(chuàng)新與突破是可能的，而且我們盡全力也希望取得進(jìn)步，以期達(dá)到成功的目標(biāo)。”

這些歐盟的研究人員們可說(shuō)是目標(biāo)遠(yuǎn)大，不過(guò)，他們相信擁有集體的力量，能夠共同克服工程障礙——即薄膜CIGS太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率無(wú)法媲美矽晶等級(jí)的挑戰(zhàn)。此外，他們已經(jīng)獲得充份的資金，但其動(dòng)機(jī)并不在于獲利，因而能為其研究工作帶來(lái)更多成功的機(jī)會(huì)。

“我們的下一步是與合作夥伴們共同實(shí)現(xiàn)這個(gè)雄心壯志，在這項(xiàng)計(jì)劃中，所有的合作夥伴都積極熱情地貢獻(xiàn)他們的專業(yè)。以科學(xué)家的角度來(lái)看，我認(rèn)為我們并非只著眼于最后的競(jìng)賽，我們的目標(biāo)在于不斷提升，同時(shí)隨著我們的進(jìn)展來(lái)設(shè)定具有挑戰(zhàn)性的新目標(biāo)。所以，我們努力是竭盡所能地讓可負(fù)擔(dān)的太陽(yáng)能電源落實(shí)于全世界各地。我們必須著重于適于工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程，攜手將技術(shù)訣竅轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新的理念，”Tiwari表示。

除了EMPA與ZSW以外，該計(jì)劃的其他合作夥伴還包括在盧森堡、法國(guó)魯昂、義大利Parma和芬蘭Aalto的大學(xué)；比利時(shí)校際微電子(IMEC)；德國(guó)亥姆霍茲柏林(HZB)材料與能源研究中心；伊比利亞國(guó)際奈米技術(shù)實(shí)驗(yàn)室(INL)；瑞士Flisom與德國(guó)ManzCIGSTechnology等司。

EMPA目前已經(jīng)為CIGS薄膜太陽(yáng)能電池實(shí)現(xiàn)超過(guò)20%的效率了，ZSW更領(lǐng)先EMPA達(dá)到了21.7%的能源效率，其他的合作夥伴也陸續(xù)找到達(dá)到25%目標(biāo)以前所需改善之處，包括提高吸收率，以及最佳化光源管理的高效率表面與介面。

該聯(lián)盟的終極目標(biāo)是以單結(jié)薄膜電池超越亞洲的多結(jié)太陽(yáng)能電池。據(jù)Tiwari表示，這種單結(jié)太陽(yáng)能電池在歐洲制造太陽(yáng)能模組的成本比在中國(guó)制造更低，例如針對(duì)穿戴式裝置、家電以及大量生產(chǎn)的網(wǎng)格裝置，在峰值時(shí)成本僅每瓦0.38美元。

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