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太阳电池测试系统行业发展的突破

2019-08-08 点击次数：2608次

太阳能电池，是基于光生伏特效应开发出来的一种光电转换器件，日前国际光伏市场上的太阳能电池主要有晶体硅（包括单晶硅、多晶硅）、非晶／单晶异质结（HIT）、非晶硅薄膜、碲化镉（CdTe）薄膜及铜铟硒（CIS）薄膜太阳电池等。其中商品化的晶体硅太阳能电池仍占主流，其光电转化效率已达25％，其计算的转换效率的极限值为31%，但受到材料纯度和制备工艺限制，很难再提高其转化效率或降低成本；而非晶硅太阳能电池虽然能大面积生产，造价又低廉，但其转换效率仍比较低，并且稳定性差。

据了解，在以太阳能电池为代表的光电应用中，光电转换效率是重要的指标之一。在传统的由体材料半导体制备的光伏器件中，由于光生热载流子会通过发射声子的方式极其快速地弛豫到能带底部，这一过程会产生无法有效利用的热量，从而在理论上将太阳能电池的光电转换效率限制在约31%；若能利用材料的某些特性来充分减慢热载流子的冷却过程，使这些热载流子能在弛豫到能带底部之前被提取出来的话，则在理论上有可能将光伏器件的光电转换效率提高一倍。

随着低碳能源成为未来世界发展的大趋势，在本世纪中叶，大规模太阳能发电成为减缓气候变化的重要措施。气候科学家认为：到2030年，全球将需要超过10万亿瓦（TW）的太阳能发电量，这绝不少于当前发电量的50倍。在麻省理工光伏研究实验室（PVLab），团队正致力于探索新技术，并帮助实现这一目标。“我们的工作是通过技术创新找到经济和环境可持续的方式使太阳能发电量达到10TW以上。”机械工程和实验室主任的副教授TonioBuonassisi说。

这是一项巨大的挑战。首先，他们计算到2030年实现10TW太阳能发电量所需的增长率，以及在没有补贴帮助的情况下能够实现增长的低价格，当前的技术显然不能完成任务。Buonassisi说：“这需要1万亿美元到4万亿美元的额外债务，这只是将现有技术推向市场来完成这项工作，这很难。那么，是否有其他什么方法呢？

使用结合技术和经济变量的模型，研究人员确定需要三个变化：一是将模块的成本降低50％，二是将模块的转换效率（即太阳能转换为电能的百分数）增加50％，三是将新建工厂的成本减少70%。这三项变化需要尽快在五年内完成，将需要近期政策来激励部署，并大力推动技术创新以降低成本，使政府支持可以随着时间的推移而减少。

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