中國(guó)粉體網(wǎng)訊 在日前于寧夏銀川召開的中國(guó)材料大會(huì)上,，與會(huì)專家認(rèn)為，鈣鈦礦,、碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率不斷提升,，具有制備成本低、輕薄等優(yōu)勢(shì),，發(fā)展前景廣闊,。但穩(wěn)定性差、大面積制備難等瓶頸阻礙了其大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化,。一些專家和學(xué)者建議,，應(yīng)加大基礎(chǔ)研究，瞄準(zhǔn)柔性電池強(qiáng)化研發(fā),，打破國(guó)外技術(shù)壟斷,，推動(dòng)薄膜太陽(yáng)能電池實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,，促進(jìn)我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)升級(jí)換代。
新型薄膜太陽(yáng)能電池發(fā)展迅速
近年來(lái),，我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,，太陽(yáng)能作為一種可再生資源受到越來(lái)越多的關(guān)注。雖然硅太陽(yáng)能電池占據(jù)了光伏組件約90%的市場(chǎng)份額,，但鈣鈦礦,、碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池發(fā)展迅速，且轉(zhuǎn)換效率不斷提升,，相對(duì)硅太陽(yáng)能電池成本又低,，發(fā)展前景廣闊。
與會(huì)專家認(rèn)為,，在光電轉(zhuǎn)化效率方面,，與單晶硅25%、多晶硅20%的轉(zhuǎn)化率相比,，碲化鎘,、鈣鈦礦薄膜太陽(yáng)能電池分別達(dá)到17%和21%，差距在逐步縮小,。另外,，薄膜太陽(yáng)能電池在成本、厚度方面優(yōu)勢(shì)明顯,，鈣鈦礦薄膜太陽(yáng)能電池的成本較晶硅材料低25%左右;碲化鎘,、鈣鈦礦薄膜太陽(yáng)能電池厚度分別為3至5微米和0.6微米，而晶硅材料至少為100微米,。
其中,，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池被視為最有希望取代傳統(tǒng)石化能源的新能源電池之一，因制備方法簡(jiǎn)單,、材料易于獲取,、能耗低等優(yōu)勢(shì)，成為國(guó)內(nèi)外太陽(yáng)能電池研究的熱門領(lǐng)域,。陜西師范大學(xué)教授劉生忠說(shuō)：“僅8年時(shí)間,，鈣鈦礦薄膜太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)化效率就從4%提高到21%，發(fā)展速度很快,�,！�
四川大學(xué)教授武莉莉說(shuō)，除了成本低,，薄膜太陽(yáng)能電池與晶硅材料太陽(yáng)能電池相比最大的優(yōu)勢(shì)在于薄,，除了一般的用途外，可做成可穿戴或者軍用的柔性太陽(yáng)能電池。
在應(yīng)用方面,，碲化鎘,、鈣鈦礦薄膜太陽(yáng)能電池也作出了探索。2016年,，全國(guó)首個(gè)碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目已落地浙江嘉興，四川大學(xué)自建了一條中試線,。而鈣鈦礦薄膜太陽(yáng)能電池目前還處于實(shí)驗(yàn)階段,，中山大學(xué)副研究員鄭世昭結(jié)合鈣鈦礦薄膜太陽(yáng)能電池研發(fā)可折疊的柔性太陽(yáng)能電池，已經(jīng)取得突破,，預(yù)計(jì)3到5年內(nèi)投產(chǎn),。
產(chǎn)業(yè)化遭遇發(fā)展瓶頸
雖然國(guó)內(nèi)關(guān)于碲化鎘、鈣鈦礦薄膜太陽(yáng)能電池的研究成果不少,，但大多停留在實(shí)驗(yàn)室和論文里,，產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用還不夠。專家學(xué)者認(rèn)為,，目前我國(guó)在碲化鎘,、鈣鈦礦薄膜太陽(yáng)能領(lǐng)域還存在諸多短板。
碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展,，技術(shù)相對(duì)成熟,，目前90%的市場(chǎng)由美國(guó)薄膜電池制造商First Solar壟斷，而鈣鈦礦太陽(yáng)能電池還停留在實(shí)驗(yàn)室里,，還需在基礎(chǔ)研究方面不斷尋求突破,。
武莉莉說(shuō)，我國(guó)碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)化率與國(guó)外還有不小差距,，這凸顯了我國(guó)基礎(chǔ)研究方面的短板,，如果不重視基礎(chǔ)研究，想要提高轉(zhuǎn)化率會(huì)非常困難,，提高產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力更無(wú)從談起,。
穩(wěn)定性對(duì)于薄膜太陽(yáng)能電池而言至關(guān)重要，這也是鈣鈦礦薄膜太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)化的一大制約因素,�,！疤�(yáng)能電池的使用壽命一般在20年左右，而鈣鈦礦薄膜太陽(yáng)能電池的穩(wěn)定性從幾個(gè)小時(shí)提高到現(xiàn)在的5個(gè)多月,，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)實(shí)需求,。”中國(guó)工程物理研究院化工材料研究所博士鄭霄家說(shuō),。
此外,，大面積制備也是當(dāng)前薄膜太陽(yáng)能電池發(fā)展的一大制約因素。從基礎(chǔ)研究到量產(chǎn),、從實(shí)驗(yàn)室到中試線是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,，目前研發(fā)的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池面積多為一平方厘米及以下,，研發(fā)大面積高效率組件面臨很多技術(shù)挑戰(zhàn)，也是其走出實(shí)驗(yàn)室邁向規(guī)�,；a(chǎn)的主要障礙,。鄭世昭說(shuō)，實(shí)驗(yàn)室里的產(chǎn)品雖然有突破但面積非常小,，而大面積制備后如何保證可靠性依舊是一個(gè)難題,。
應(yīng)開發(fā)柔性太陽(yáng)能電池
與會(huì)專家認(rèn)為，鈣鈦礦,、碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池具有良好的發(fā)展前景,，應(yīng)進(jìn)一步加大在基礎(chǔ)研究方面的投入，走差異化發(fā)展路子,，把重點(diǎn)放在柔性太陽(yáng)能電池,，并加強(qiáng)院企合作，加速試驗(yàn)成果走出實(shí)驗(yàn)室,。
一是加大基礎(chǔ)研究投入,。武莉莉、劉生忠等人認(rèn)為,，我國(guó)鈣鈦礦,、碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池研究已取得不小進(jìn)步，但在各自領(lǐng)域仍存在瓶頸,。在注重發(fā)展速度的同時(shí),，各個(gè)研發(fā)機(jī)構(gòu)需重視基礎(chǔ)研究，并在加大基礎(chǔ)研究投入的同時(shí)注重人才隊(duì)伍建設(shè),，為后續(xù)研發(fā)取得突破積蓄力量,、儲(chǔ)備人才。
二是瞄準(zhǔn)柔性太陽(yáng)能電池持續(xù)發(fā)力,。鄭世昭認(rèn)為,，短時(shí)間內(nèi)晶硅材料的市場(chǎng)主導(dǎo)地位難以撼動(dòng)，鈣鈦礦,、碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池應(yīng)充分發(fā)揮自身輕薄的優(yōu)勢(shì),，瞄準(zhǔn)柔性太陽(yáng)能電池加強(qiáng)研發(fā)。
三是加強(qiáng)院企合作,，加速科研成果產(chǎn)業(yè)化,。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，大面積制備一直是薄膜太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)化的一大瓶頸,，由于研發(fā)投入大,，僅靠科研院所難以實(shí)施。國(guó)家相關(guān)部門應(yīng)鼓勵(lì)企業(yè)參與進(jìn)來(lái)、共同推進(jìn),，加速科研成果從實(shí)驗(yàn)室走向生產(chǎn)車間,，推出適應(yīng)市場(chǎng)需求的產(chǎn)品。
