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标题: 新一代太阳能电池以薄膜化挑战“普及价格” [打印本页]

作者: gufi2000 时间: 2007-1-21 22:12
标题: 新一代太阳能电池以薄膜化挑战“普及价格”
新一代太阳能电池以薄膜化挑战“普及价格”

　　【日经BP社报道】 “颇感震惊！”。在三洋电机负责太阳能电池开发的“技术开发本部能源装置研究部”部长田中诚回顾发生在今年春季的某“事件”时如此说到。
　　这里说的事件是：本田决定采用此前普遍认为很难达到实用水平的新一代技术，进军住宅太阳能电池市场。本田的太阳能电池没有使用目前普遍采用的硅，而是使用了特殊的化合物原材料，扩大了吸收光的波长领域。将输出功率1千瓦（kW）的太阳能发电系统进行比较的话，本田的太阳能电池每年的总发电量要比其它公司高出10%左右。这样，目前每千瓦小时（kWh）需要花费约60日元（约合人民币4元）的发电成本可以降低到与普通电费不上相下的22日元（约合人民币1.46元）。这相当于先行各制造商提出的“2010年前实现”的目标值。
　　日本的太阳能电池市场自1994年实施政府补助金制度以来迅速扩大。日本政府计划在2010年以前按发电能力换算普及4820兆瓦（MW）的太阳能发电系统，届时日本国内市场将扩大到4730亿日元（约合人民币315亿元）。
　　但在通往这一目标的道路上横亘着巨大的壁垒。那就是太阳能电池价格过于昂贵。目前，普通家用领域占居主导地位的、输出功率3kW级的太阳能发电系统的价格大约为210万日元（约合人民币13万元）。消费者如果购买该系统，每年可以节省8万日元左右（约合人民币5000元）的电费，要想回收初期投资需要25年以上的时间。目前，导入系统时每kW日本政府给予9万日元（约合人民币5600元）的补助，但预计在两年以后这一制度将废除。如此一来，回收初期投资所需的时间还要进一步延长。
目标：3kW投资100万日元
　　对此，日本产业技术综合研究所薄膜硅太阳能电池研究开发室主任松田彰久表示，“要想正式普及太阳能电池，3kW级的系统价格必须低于100万日元（约合人民币7万元）”。除了太阳能电池模块之外，系统的价格还包括换流器、工程费等。太阳能电池模块占了整个系统价格的67%，目前每瓦的制造成本为300～350日元（约合人民币18元～21元）。要想把整个系统的价格降低到100万日元以下，就必须将每瓦的制造成本降低到100日元（约合人民币6.6元）以下。
　　导致制造成本过高的首要原因是：在电池的原材料中使用了硅等高价位半导体。目前，全球生产的85%的太阳能电池使用块状（Bulk）结晶硅。从硅块上切割出晶圆并加上电极等部件，加工出太阳能电池的发电层。
　　结晶硅包括单结晶和多结晶，在将太阳能转换成电能的转换效率方面，目前单结晶的最高效率为17%、多结晶为14%左右。如果能够进一步提高转换效率、缩小太阳能电池的体积，就可以减少硅的使用量。但是，结晶硅转换效率的改善已接近极限。因此，最现实的解决方法是：进一步缩小目前为250～350微米（微米为100万分之1米）的发电层厚度，以减少原材料的使用量。
　　基于上述观点，人们最看好的新一代产品就是薄膜多晶硅太阳能电池。它并不是象原有产品那样从硅块上切割晶圆，而是使用等离子体及气体，将厚度为2～3微米的多晶硅薄膜层叠在底板上。
　　率先在产品中采用薄膜太阳能电池的是钟渊化学工业。该公司很早就开始生产台式电子计算器等使用的非结晶硅（无结晶结构的硅）太阳能电池。因此，该公司应用自己的生产技术成功开发出了叠加非晶硅和薄膜多晶硅而成的住宅太阳能电池，并从去年4月起开始销售。
　　之所以采取将非晶硅和薄膜多晶硅层叠的“混合型”，是为了综合容易吸收可视光的非晶硅特性和容易吸收红外线的薄膜多晶硅的特性来提高转换效率。无论是非晶硅还是多晶硅，均很难单独实现2位数转换效率，但通过组合，转换效率达到了10%，使得产品能够作为家用产品使用。
　　三洋电机也将力量集中到了薄膜多晶硅太阳能电池的开发上。与钟渊化学工业一样，三洋电机的太阳能电池业务也从非晶硅开始起步。目前的主打产品是在切割成200微米左右大小的结晶类单晶硅上层叠非晶硅薄膜的太阳能电池，其产量在日本居第三位。但是，人们普遍认为该产品“削减生产成本的极限在每瓦200日元左右”（田中部长），因此目前正在加紧开发使用薄膜多晶硅的新一代太阳能电池。据说在研究室这一理想条件下棋转换效率达到了12.6%。
独自技术消除瓶颈
　　而本田的太阳能电池则使用钢、铟、钾、硒等化合物（CIGS）的薄膜。理论上，该特殊化合物的转换效率可达到25～30%，高于单晶硅，但各种成分的组合非常微妙，因此一直被认为这种化合物薄膜很难实现大型化及量产化。但是，本田成功地开发出了在底板上稳定层叠化合物膜的独自技术，突破了这一壁垒。
　　虽然今年3月本田发售的CIGS太阳能电池的转换效率依然停留在10%。但是，负责产品开发的本田工程师、生产技术骨干铃木康浩表示，“在制造成本方面，可以以低于其它著名厂商2位数、3位数的生产规模达到同等以上的成本效应”。
　　在以普及价格为目标的太阳能电池开发竞争日趋激烈的情况下，还出现了以不同于上述薄膜化设计进行研究的案例。比如使用色素提高转换效率的色素增感型太阳能电池就是其中之一。
　　色素增感型太阳能电池的半导体原材料使用了氧化钛。氧化钛的价格比较便宜，但特点是光吸收能力差。所以就用色素来弥补这一缺点。
　　制造方法也比较简单。在附带电极的底板上依次涂上氧化钛和色素，再在上面粘帖带电极的底板，最后在2枚底板间注入电解液即可。
　　东芝和日立万胜计划通过色素增感型太阳能电池进军太阳能电池市场。东芝研究开发中心供电材料与装置研究室主任高见则雄表示，“原材料本身非常便宜，而且也不需要昂贵的生产设备。制造成本只有结晶硅的1/4左右”。日立万胜开发本部NM业务推进中心主任研究员万雄彦在强调使用便利性时说：“如果在底板中使用塑料，电池面板还可以弯曲”。
愈演愈烈的主导权竞争
　　另一方面，实用化所面临的课题依然很多。目前，色素增感型太阳能电池的转换效率大约只有5%，即使在试验阶段也未超过10%。而且，据说很难开发出电解液防泄漏技术。虽然东芝正进一步对糊状电解液进行更深入的研究，但何时能达到家用水平还遥遥无期。
　　面对新近涉足该市场的企业的上述动向，占居市场份额第一位的夏普和第二位的京瓷表现得非常冷静。
　　夏普太阳系业务本部副本部长富田孝司表示，“无论是结晶类还是薄膜类，今后的技术开发仍面临着巨大的课题。在这种情况下，如果以已经形成的技术为基础不断加以改进，会更容易成功”。京瓷太阳能综合业务部研究开发部长白泽胜彦断言：“制造商只有实现量产才能赢得世界。仅仅有研究成果发表，是没有意义的”。在结晶类产品中，切割硅晶圆的技术仍在不断完善中，也有可能将厚度减少到100微米左右。再加上如果能够提高量产效果，应该说完全可以实现每瓦100日元的目标。
　　太阳能电池真正普及的时候，掌握主导权的是现有著名厂商、还是起步较晚的厂商现在还难以笃定，毋庸致疑的是，太阳能电池的主导权之争将会更加激烈。（记者：大竹刚）

作者: 笑一笑 时间: 2007-1-22 07:14
标题: 新一代太阳能电池以薄膜化挑战“普及价格”
说普及恐怕为时还早~~~~~~~~~~~~~~~

作者: duyongshun 时间: 2007-1-22 09:03
标题: 新一代太阳能电池以薄膜化挑战“普及价格”

好帖子我全力顶谢谢楼主太阳能技术必定即将实用起来顺便说一句我在98年便开始个人研究了比深圳太阳能研究所还早可以控制技术结合研制新型智能太阳能房也可以建立很多太阳能电动车充电站

作者: 乾坤维修 时间: 2007-3-3 20:18
标题: 新一代太阳能电池以薄膜化挑战“普及价格”
好东东顶

作者: 老顽童 时间: 2007-3-4 07:24
标题: 新一代太阳能电池以薄膜化挑战“普及价格”
如果有谁想生产可以联系河北科技大学的郝彦忠博士，他是北大留意大利回来的，专门研究这个项目，并且大大降低了成本，可以刷涂，可以弯曲，效果不错。

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