非常给力的薄膜电池
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用一种类似于印刷机的机器，将一种能够吸收太阳能的液体喷涂在一层薄薄的金属片上。这种太阳能电池薄膜的成本，只有目前主流的“太阳能电池板”的十分之一，一台机器每分钟可以生产出几百张；而且可以随时随地，根据不同屋顶的具体形状制作和安装……
这是2007年美国《大众科学》杂志评选出的年度最佳发明――太阳能薄膜电池。三年多的时间过去了，薄膜电池发展虽有起伏，但是也正在不断进步，逐渐为人们所熟悉。2010年年底，国内目前一次性建成投运单位面积最大、容量最大的屋顶薄膜太阳能光伏发电项目在深圳建成启用。让太阳照进现实，发展太阳能正在成为一种趋势。
薄膜电池是个“大家族”
太阳能发电技术主要分为聚光发电技术与光伏发电技术。聚光发电技术需要通过反光镜或者透镜等装置将太阳光聚集到一点，再进行光能到太阳能的转化；光伏发电技术则是直接通过太阳能电池将光能转换为电能。
与“聚光”相比，太阳能光伏发电的最大区别体现在电池上。光伏发电的电池一般分为晶硅电池和薄膜电池两种，不管是晶硅电池还是薄膜电池，都是建立在光电转换效应的基础之上的，其工作原理大致相同一当太阳光照射到电池上时，电池吸收光能产生光生电子一空穴对，在电池内建电场的作用下，光生电子和空穴被分离，空穴漂移到一侧，电子漂移到另外一侧，从而在太阳能电池的两个电极之间形成电势差；外电路接通时，产生电流。不过，相对于光电转化率高达16～17％的晶硅电池而言，薄膜电池的转化率较低，目前国内生产的电池通常只能达到8％左右，这个数字看上去虽然很低，但已经是它们“极限”了。
专家指出，薄膜太阳能电池虽然“年纪轻轻”，但它却已经有一个“大家族”。目前已经进行大规模产业化生产的薄膜太阳能电池主要有3种：硅基薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池(CIGS)和碲化镉薄膜太阳能电池(CdTe)。至于像砷化镓电池，虽然转换效率非常高，但是原料成本昂贵，目前还主要应用于航天领域，比如卫星使用的太阳能帆板等。因此，国内近年来新发展的，多为硅基薄膜太阳能电池技术。
目前，商业化的三种薄膜太阳能电池技术中，硅基薄膜技术是最便于推广的；碲化镉技术中由于镉是重金属，所以存在潜在的环境污染风险；而铜铟镓硒技术则由于需要使用的铟、镓、硒三种元素均为稀有稀土元素，其产量有限，所以就大规模商业化角度而言，存在着一定的障碍。硅基薄膜技术所需的硅材料十分普遍，一般公司都可以拿到技术和生产线，具有大规模商业化的可能。
薄膜电池VS晶硅电池
在不少人看来，薄膜电池就是一种革新性的技术。按照科学家的设想，薄膜电池只是一层像油漆一样薄的薄膜，造价、运费和安装费用都大大降低，应该能够普及到城市的每个角落。但是，在实际应用中，显然还必须考虑到技术的成熟度、市场的接受度，以及商业上的利益，等等。那么，薄膜电池和晶硅电池谁优谁劣呢?
薄膜电池在早晚、阴天等弱光条件下，仍可产生电能，因此，在同样地理和气象条件下，全年发电量比晶体硅电池高出10～15％。而晶硅电池在温度超过50％之后，转换能力会有明显衰减。因此，在阳光照射强的地区，晶体硅电池效果反而差。而薄膜电池在高温下只有微弱衰减，特别适合用于高温、荒漠地区建设电站。
转换效率仅为6％的薄膜电池，其生产用电约1.9度/瓦，能量返回期1.5～2年，即电池发出的电能超过生产电池所消耗的电能所需要的时间。这是普通晶硅电池无法比拟的。虽然业界对普通晶硅电池的回收期仍存在争议，但目前主流的观点，一般认为回收期在3年左右。从这点看，薄膜电池优于晶硅电池应该无可争议。此外，因为单片面积较大，薄膜电池更加便于安装。
其实，薄膜电池本来还有一个优势，它可以降低97％的硅原料使用并减少污染。但是，在去年由于金融危机后多晶硅价格一落千丈，原先凭借耗硅量少、生产成本低而尚可与晶硅电池一较短长的薄膜电池行业，集体陷入困顿。
相比薄膜电池，晶硅电池的技术更成熟，稳定性和转换效率更高，因此在一些大型光伏发电项目中，晶硅电池更受欢迎，而且经历了多晶硅价格暴跌之后，考虑到征地、支架等因素，晶硅电池的综合发电成本比薄膜电池实际要低不少。而在售价方面，薄膜电池每瓦的成本，单价虽低于晶硅电池，但由于转化率低，综合成本，还是要高于晶硅电池。
从全球范围内，传统的晶硅电池依旧占据着整个光伏电池市场80％的市场份额。就国内而言，2009年，薄膜电池的产量只占到总产量的2％，市场份额应该更低，且关键设备技术多数依赖国外。特别是去年8月，中国光伏电池行业的龙头一尚德电力做出了停产薄膜太阳能电池生产线，扩产晶硅太阳能电池生产线的选择。薄膜太阳能电池可说是“屋漏偏遭连日雨”。
以目前的技术条件和其他因素来看，断言薄膜电池与晶硅电池谁更有前途都为时尚早。比如，在尚德退出薄膜电池的时候，已在晶硅电池领域建立起垂直一体化产业链的天威保变，公布了配股募资11.81亿元投建一条年产46兆瓦薄膜电池生产线的计划。公司上马该生产线的原因，是希望可以借此摆脱对价格多变的多晶硅的依赖。
在逆境中前行发展
虽然薄膜太阳能电池目前身处逆境，但仍是有不少企业在努力坚持薄膜电池的研发和应用。晶硅电池一般仅用于屋顶，而薄膜电池利用玻璃做基板，不仅用于屋顶，还非常适用于建筑物外墙。薄膜电池将自身与建筑材料牢牢的结合在一起，是建设低碳环保型建筑物必不可少的材料，潜在的市场需求十分巨大。
例如深圳某公司的项目采用杜邦太阳能的高性能非晶硅薄膜太阳电池组件，安装于主厂房约2.3万m2的屋顶，总装机容量为1.3兆瓦，设计寿命超过25年，投运后每年可提供148万度电力，替代常规能源542t标煤，每年可减少1480t二氧化碳温室气体的排放。据悉，该发电项目使用的是杜邦太阳能生产的A系列100Wp非晶硅薄膜太阳电池组件，共计13000片，能量回收期少于晶体硅1/2，每千瓦发电量较晶体硅多10～20％。
不过，该项目生产线由于受到市场等多方面影响，目前还没有产生盈利，但是未来仍然会加大在该领域内的投资力度，等待投资回报期的到来。中投顾问的《2010～2015年中国太阳能光伏发电产业投资分析及前景预测报告》指出，此项目若设在中国的薄膜电池生产线较少的欠发达专区及荒漠、沙漠地区，更能发挥它的成本优势。与晶硅电池相比，相同功率下薄膜电池成本低，发电量大，但占用的土地面积偏大，因此在土地成本低、光照条件好的地方，比如沙漠地带建设薄膜光伏电站具有巨大的优势。2010年，全球最大的可再生能源项目Desertec工程取得重大进展。根据工程计划，Desertec项目最终在非洲北部地区产生的电能，可以满足整个欧洲地区15％的用电需求。在国内，甘肃省的敦煌地区于2009年建立了国内首个大型沙漠光伏发电站，总装机1O兆瓦，这也预示中国市场开始逐渐成长。
与此同时，随着越来越多企业将眼光投向薄膜太阳能电池技术的改进上，其“后发优势”正逐渐显现。不久前，一种生产薄膜电池的关键设备――等离子体增强型化学气相沉积设备，由一家名为理想能源设备有限公司的上海本地企业研制成功。这套设备采用了超高频射频技术、强化了生产过程中的真空和温度控制，从而有效克服了薄膜的低转换效率和较严重的光致衰减效应。采访中记者获悉，目前该设备的技术指标已达国际先进水平，且生产成本只有国外同类设备的三分之一。
该设备的研制成功，意味着国内薄膜太阳能电池的生产成本将出现大幅下降，这可以看作是薄膜电池发展过程中的一个标志性事件。