| 当下的太阳能“淘金热”令投资者与业界专家醉心寻找最佳的高效率、低成本的发电技术，但这并非易事。现有的太阳能电池技术受气候、温度或其他环境因素的制约，往往只适用于某些地区，比如，在赤道沙漠地区的最佳方案并不适用于纬度大于 45°的地区。 实际上，目前的太阳能电池技术各有所长。一般而言，高效晶硅电池较为适合寒冷的高纬度环境；在气候温暖、阳光充足的地区，薄膜电池的性价比最高；而高效聚光太阳能电池则适用于少云地区，不受温度或纬度的限制。今后，随着这些技术在各自的细分区域市场中发展起来，整体的市场份额将发生巨大改变。 当前主要太阳能技术 晶片 硅晶片仍是目前应用最广的太阳能电池材料，以75%-90%的市场份额称霸光伏领域。虽然硅晶的效率相对较高，但与温度却呈负相关，即硅晶片受热越多，产生的电能就越少。温度每上升1摄氏度，大多数晶硅太阳能电池的效率就下降0.5%，因此特别适合气候凉爽的地区。 从使用的材料来看，采用由柱形硅锭切割成的单晶硅片制作的电池效率最高，为20%-24%，因为在单晶硅中晶格是连续的，没有晶界。相对的，多晶硅片则由方形硅锭切割而成；由于存在晶界，其效率大约只有单晶电池的一半。 从制造角度来看，单晶硅电池的成本最高，而多晶硅的制造成本要低得多。随着技术的进步，市场明显呈现出向多晶产品发展的趋势。SunPower是世界上最大的硅太阳能电池生产商，最近更凭借其单晶硅技术创下了高达24.2%的电池效率纪录。 薄膜 薄膜光伏正在迅速占领市场，并有望于2013年在太阳能电池板市场上抢占30%的份额。薄膜电池的生产成本明显低于晶类产品，因为喷镀工艺使用的原材料只是硅晶片的极小一部分；原材料无需生成或铸造；未使用的部分无需切割，也不会造成浪费。 此外，与晶硅电池相比，薄膜电池能够在高温下实现更高的效率。温度每上升1摄氏度，晶类电池的效率就降低0.5%，而薄膜电池降幅则较小，具体幅度取决于材料的类型。这使薄膜解决方案特别适用于气候温暖、阳光充足的地区。 非晶体无定形硅（非晶矽）是第一种广泛用于薄膜太阳能电池板的材料，全世界正在生产或宣布即将生产的电池板容量将近6000兆瓦。目前，非晶矽电池的效率为6%-9%，2009年，Oerlikon公司声称，采用半多结（semi-multijunction）技术可使测试电池板的效率达到11%。然而，市场因素限制了非晶矽电池的发展，主要原因是多晶硅价格持续下滑，使其面临硅晶技术带来的竞争压力。 高吸收率碲化镉（CdTe）是一种沿用已久的晶体薄膜材料，适合低成本制造技术。它通常与硫化镉（CdS）结合，形成异质界面，以提高效率。美国First Solar公司是领先的碲化镉太阳能电池板开发商和制造商，该公司2009年的电池板产量为1011兆瓦，且通过提高产量、降低材料成本等将每瓦制造成本降低到0.76美元。 不过，碲化镉薄膜的电阻很高，虽然目前其制造成本不断得到优化，但可能还是无法解决硒化/硫化铜铟镓涂层电阻较低所带来的难题。 新兴的硒化/硫化铜铟镓（CIGS）正成为薄膜材料的首选，且很可能成为太阳能光伏市场的主宰。目前，CIGS的实验室测试效率已接近20%，如果量产电池板也能达到这种水平，则意味着CIGS薄膜电池板可直接与单晶硅太阳能电池一争高下。然而，截至目前，量产电池板的效率仍未能接近实验室环境中测得的效率。 值得一提的是，CIGS太阳能电池采用了硬盘介质和高速柔性电路印刷行业的制造技术，这也正是其不断取得成功的一个重要因素。这些技术使用相连的箔片和片材作为基片，正朝着在廉价基片上镀晶体薄膜的技术方向不断发展。 多结聚光太阳能电池 多结聚光太阳能电池是高效聚光光伏（CPV）太阳能源解决方案的核心。CPV装置由聚光阵列组成，这些聚光阵列能将太阳光聚焦到电池上，聚光强度最高可为太阳光照的1500倍，转换效率可达40%以上。预计到2020年，其效率有望提升至50%。 这类多结电池在高温下不会损失效率，对于日照强烈的地区，如沙漠或其他气候干燥地区，CPV太阳能是最具吸引力的能源解决方案。 不过，CPV的总成本还是相对较高，在太阳能市场上所占份额不到1%。然而，在适当的气候区，该技术则大大优于其他各类技术，未来10年很可能在沙漠和阳光充足的地区成为最主要的太阳能解决方案。 未来发展潜力大 通过上述介绍不难发现，各种光伏技术各有优缺点，而业界也一直在孜孜追求着低成本、高收益的太阳能发电技术，简言之就是将晶体电池的高效率与薄膜电池的低成本优势相结合。 为提高光电转换效率，一些高效III-V族晶体——如砷化镓（GaAs）、砷化铟镓（InGaAs）、磷化铟镓（InGaP）和氮化铟镓（InGaNi）结构目前正用于制造多结聚光太阳能电池。一些新的技术，如采用带锗涂层的金属、塑料薄膜或玻璃等非晶体基片也正受到业界的广泛关注。 这些描绘了一幅美好蓝图。未来10年，我们或将见证性价比优越的薄膜太阳能电池板，其效率有望达到30%，是目前薄膜电池板的2-3倍，且能应用于各种气候环境。通过实现最高量产率，此类电池板将进一步降低成本，为其全球范围的推广与应用奠定基础。 |
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