最近發(fā)表在英國皇家化學學會《能源與環(huán)境科學》雜志的一項研究表明，10年之后，美國的太陽能面板造價將低于現有價格的一半，足以與化石能源相競爭。面板造價的降低，既可能源于采用了一些實驗室已經展示過的技術，也可能源于目前大多數面板制造所需要的材料硅成本的降低。
　　
　　麻省理工學院機械工程與制造系教授TonioBuonassisi領導的研究小組的報告中給出了一些有望將太陽能面板成本降低到52美分/瓦的早期技術。現階段，太陽能發(fā)電的價格為1美元/瓦。如果面板成本降到每瓦52美分，同時太陽能設施和逆變器等設備成本也以同樣速度下降的話，在美國陽光充足的地方，太陽能發(fā)電價格可以降到6美分/千瓦時。這個價格已經低于美國目前電力價格的平均水平。按照美國能源部公布的數據，目前，陽光充足地區(qū)的太陽能成本已經大約是15美分/千瓦時。
　　
　　降低每瓦價格的最好辦法是使太陽能電池效率更高。不過，僅僅靠效率的提高還不足以達到52美分/瓦的程度。制造商還要通過使用更薄的硅晶片生產太陽能電池，也要改進硅晶片的制備方式來減少硅材料的浪費，更要提高電池的生產效率。如果高效太陽能電池的設計會降低電池的生產效率，或者高效電池需要更厚的晶片，那就無法削減生產成本。
　　
　　現在的生產工藝浪費了50%的高品質硅。一家名為1366技術公司的新企業(yè)可以從熔融的硅池中直接拉出硅薄片。這項技術可以用一臺設備替代常規(guī)的晶體生長爐等設備，大大降低操作工人數量。還有一些初創(chuàng)企業(yè)則采用化學腐蝕或者剝離的方法來生產薄硅片。
　　
　　有了薄硅片以后，制造商還需要能夠處理薄硅片。從技術上來講，硅太陽能電池減薄到25微米且不降低其性能是可行的，但現在大多數制造商都在用180微米的晶片以保證電池強度。一種處理薄硅片的方法是把薄硅片鍵合到玻璃片上，用玻璃片作為支撐；當太陽能電池生產完畢后，玻璃片還可以保護太陽能電池免遭惡劣天氣等環(huán)境因素的損壞。此外，磁懸浮系統(tǒng)可以使晶片在生產線上浮動，也可以用來處理薄晶片。
　　
　　有一些高效太陽能電池的設計有助于采用薄晶片。其中一種是把一層多晶硅夾在兩層非晶硅中間，日本三洋公司就正在采用這種辦法。這種對稱結構降低了晶片所受的應力，同時還可以在比常規(guī)制備溫度低的條件下生產。還有一些電池結構設計也可以使用薄硅片，其中一種就像美國Sunpower公司的技術，把所有的電極接觸都制備在晶片的背面。
　　
　　報告中所述的技術大多還沒有達到大規(guī)模生產的程度，特別是不用線鋸切割生產硅片的技術還存在諸如制備晶片質量不夠高、形狀和尺寸無法保證、穩(wěn)定性不好、效率低下等問題。
　　
　　要使太陽能發(fā)電更具競爭力，電站建設也要減低成本。電力設施、逆變器、線路、土地以及融資成本等等占太陽能電站成本的一半，甚至有時占80%以上。
　　
　　據Buonassisi分析，最終太陽能面板價格可以降到50美分/瓦。但這需要開發(fā)更具挑戰(zhàn)性的方法，例如加入一個納米結構薄層提高光吸收效率，從而使只有1微米厚的硅電池的性能和傳統(tǒng)結構電池不相上下。
　　
來源：中國科學報