澳大利亞新南威爾士大學(xué)(UNSW)教授馬丁·格林(Martin Green)在2010年5月7日在上海舉行的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)展會(huì)及學(xué)會(huì)“第四屆(2010)國(guó)際太陽(yáng)能光伏大會(huì)暨(上海)展覽會(huì)(SNEC 4th(2010)International Photovoltaic Power Generation Conference & Exhibition)”上發(fā)表了演講。格林曾于上世紀(jì)80年代開(kāi)發(fā)出了轉(zhuǎn)換效率超過(guò)20%的結(jié)晶硅型太陽(yáng)能電池。目前,該電池的轉(zhuǎn)換效率已達(dá)到25%。
格林教授此次演講的題目是,“第3代太陽(yáng)能電池”的候補(bǔ)技術(shù)是什么?格林表示,結(jié)晶硅型屬于第1代太陽(yáng)能電池,非晶硅型等薄膜太陽(yáng)能電池屬于第2代太陽(yáng)能電池。
格林認(rèn)為,第3代太陽(yáng)能電池應(yīng)具備的條件是,兼顧高效率和低制造成本,額定功率的制造成本為0.2~0.5美元/W。目前制造成本最低的太陽(yáng)能技術(shù)為0.8美元/W左右,因此要達(dá)到這一條件,必須取得較大的技術(shù)突破。
作為第3代太陽(yáng)能電池的最有力候選,格林列舉了串聯(lián)構(gòu)造的非硅類薄膜太陽(yáng)能電池。具體而言,這種太陽(yáng)能電池采用鎘(Cd)和碲(Te)構(gòu)成的CdTe型太陽(yáng)能電池,與銅(Cu)、銦(In)、鎵(Ga)及硒(Se)等構(gòu)成的CIGS型太陽(yáng)能電池粘貼在一起的構(gòu)造。
不過(guò),格林表示,“這種太陽(yáng)能電池還不算理想”。這是因?yàn)椋k及多余的硒對(duì)人體有很強(qiáng)的毒性,而銦、鎵及碲屬于稀有金屬,不能保證以低價(jià)格穩(wěn)定供應(yīng)。
作為這一問(wèn)題的解決方案,格林列舉了以毒性低且資源豐富的元素代替CIGS型及CdTe型太陽(yáng)能電池元素的方法。“鎘可用銅及銦來(lái)代替,還可進(jìn)一步用銅、鋅(Zn)及錫(Sn)代替。碲可用硒及硫(S)代替”(格林)。
采用這種方法制造的由銅、鋅、錫及硫構(gòu)成的太陽(yáng)能電池稱為CZTS型(或“鋅黃錫礦構(gòu)造的太陽(yáng)能電池”)。“最近,美國(guó)IBM的CZTS型太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了9.6%。其發(fā)展前景受到很多研究人員的關(guān)注”
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