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光伏產(chǎn)業(yè)的新寵“微型閃光”太陽(yáng)能電池在美國(guó)誕生
當(dāng)電力、煤炭、石油等不可再生能源頻頻告急，能源問(wèn)題日益成為制約國(guó)際社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸時(shí)，越來(lái)越多的國(guó)家開(kāi)始實(shí)行“陽(yáng)光計(jì)劃”，開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能資源，尋求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)力。
在國(guó)際光伏市場(chǎng)巨大潛力的推動(dòng)下，各國(guó)的太陽(yáng)能電池制造業(yè)爭(zhēng)相投入生產(chǎn)，然而為彌補(bǔ)傳統(tǒng)的太陽(yáng)能電池技術(shù)的不完善，美國(guó)桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家最近發(fā)明了一種新型太陽(yáng)能電池。這種被稱(chēng)為“微型閃光”的太陽(yáng)能電池將有可能完全改變目前太陽(yáng)能收集和使用的方式。
傳統(tǒng)太陽(yáng)能電有待改進(jìn)
低碳經(jīng)濟(jì)之戰(zhàn)，已在全球打響，能源高效利用、清潔能源開(kāi)發(fā)是發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的宗旨，利用發(fā)展太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)來(lái)降低碳排放是低碳領(lǐng)域中的一大話(huà)題，從而促進(jìn)發(fā)展可再生能源。
我國(guó)已成為全球最大的光伏電池生產(chǎn)國(guó)。目前，以光電效應(yīng)工作的薄膜式的太陽(yáng)能電池按結(jié)晶狀態(tài)可分為結(jié)晶系薄膜式和非結(jié)晶系薄膜式兩大類(lèi)，而前者又分為單結(jié)晶形和多結(jié)晶形。按材料可分為硅薄膜形、化合物半導(dǎo)體薄膜形和有機(jī)膜形。
太陽(yáng)能電池按照材料的不同可分為：硅太陽(yáng)能電池、多元化合物薄膜太陽(yáng)能電池、聚合物多層修飾電極型太陽(yáng)能電池、納米晶太陽(yáng)能電池、有機(jī)太陽(yáng)能電池。其中硅太陽(yáng)能電池是目前發(fā)展最成熟的，在應(yīng)用中居主導(dǎo)地位。
目前，單晶硅太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率最高，技術(shù)也最為成熟，但成本價(jià)格高，多晶硅薄膜太陽(yáng)能電池與單晶硅比較，成本低廉，而效率高于非晶硅薄膜電池。非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池成本低重量輕，轉(zhuǎn)換效率較高，便于大規(guī)模生產(chǎn)，但受制于其材料引發(fā)的光電效率衰退效應(yīng)，穩(wěn)定性不高，直接影響了它的實(shí)際應(yīng)用?？梢钥闯雒糠N太陽(yáng)能電池都有著不同的利與弊。
如此看來(lái)，這也是制約光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸所在。
太陽(yáng)能電池的應(yīng)用一直因?yàn)槠涓甙旱某杀径茏?，去尋找一種電池能有效降低成本，使用的材料更少，也擁有很高的效率。我們需要尋找一個(gè)低成本而效率高的新型太陽(yáng)能電池來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的太陽(yáng)能電池。
多種技術(shù)推動(dòng)“微型閃光”問(wèn)世
美國(guó)桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們宣布，他們發(fā)明了一種新型太陽(yáng)能電池——“微型閃光”的太陽(yáng)能電池。這種太陽(yáng)能電池采用晶體硅制成，在制造中加入了當(dāng)今電子器件廠(chǎng)廣泛使用的微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）。
在同等條件下能產(chǎn)生同樣多的電能，新型電池所需硅只有普通太陽(yáng)能電池的1%。而且由于體積小，它還不易受外部環(huán)境影響導(dǎo)致外形損壞，所以在一些需要長(zhǎng)期使用的環(huán)境中優(yōu)勢(shì)明顯。這種電池能的成本更低，效率更高。
這種電池體積極小，它們的結(jié)構(gòu)厚度在14到20微米左右，但效果比起傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池卻毫不遜色。它可以被安裝在充電器上然后被放在一些質(zhì)地柔軟的模具中。這樣做的好處是可以將這種電池安裝在人們的身邊，讓人們?cè)谌粘Ｉ钪惺占褪褂锰?yáng)能。
這種電池被命名為“微型閃光”的原因不僅在于其體積很小，而且它在制造過(guò)程中還使用了一種被稱(chēng)為“拾放器”的工具，這種工具在電子裝配領(lǐng)域經(jīng)常使用。該工具將硅片放置在電池底部的電子接觸元件上，它每小時(shí)可以完成13萬(wàn)次這個(gè)動(dòng)作。光線(xiàn)收集器是另外一項(xiàng)應(yīng)用于“微型閃光”的設(shè)備，它是一種低成本、常被用于鏡頭上的裝置，同樣被使用在新型太陽(yáng)能電池中。使用該裝置可以讓電池吸收更多的光從而轉(zhuǎn)化為更多的電能。當(dāng)然由于電池體積微小，在制造時(shí)可以使用短焦距的光線(xiàn)收集器，不僅便宜，效果還更好。應(yīng)用前景巨大“這種電池可以制造成各種外形，供獵人、旅行者等各類(lèi)人群應(yīng)對(duì)各種使用環(huán)境，比如建筑業(yè)、野外帳篷甚至裝在衣服上，也可以為軍事人員的聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)提供能源。無(wú)論你在做什么，在走路、休息都可以讓這種電池充電。”格雷格說(shuō)
這種新型技術(shù)對(duì)于大型發(fā)電站也有好處，因?yàn)槭褂迷摷夹g(shù)可以減少發(fā)電站設(shè)備的安裝成本。將這些看似不起眼的“微型閃光”電池大量一起使用，同樣也能夠達(dá)到高壓輸電的效果，但是由于不像一般的高壓發(fā)電站一樣需要大量的輸電線(xiàn)，可以節(jié)約線(xiàn)路的成本，減少運(yùn)輸中的電壓損失，所以使用“微型閃光”電池更加劃算。
可見(jiàn)，“微型閃光”太陽(yáng)能電池集眾多優(yōu)勢(shì)于一身，勢(shì)必將引領(lǐng)光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)的革命性變革。
事實(shí)上，在國(guó)際光伏市場(chǎng)巨大潛力的推動(dòng)下，各國(guó)的太陽(yáng)能電池制造業(yè)爭(zhēng)相投入巨資，擴(kuò)大生產(chǎn)，以爭(zhēng)一席之地。中國(guó)目前已成為全球最大的光伏電池生產(chǎn)國(guó)，2008年我國(guó)太陽(yáng)能電池總產(chǎn)量達(dá)1780MW，占全球總量的26%，首次超過(guò)德國(guó)，位居世界第一，雖然受全球金融危機(jī)的沖擊，我國(guó)多家光伏產(chǎn)業(yè)組件企業(yè)停產(chǎn)或減產(chǎn)。但由于國(guó)際、國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)拉動(dòng)以及國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策的推動(dòng)，以及“微型閃光”等新太陽(yáng)能技術(shù)運(yùn)用，整個(gè)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)仍然保持快速增長(zhǎng)。
太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)還在不斷的發(fā)展，技術(shù)也在不斷的更新，各國(guó)高舉低碳這面旗幟爭(zhēng)先賽跑。國(guó)內(nèi)投資太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)的熱情依然十分高漲。但目前我們必須加大新技術(shù)研發(fā)力度以及快速啟動(dòng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，解決我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)‘兩頭在外’的尷尬局面。最終實(shí)現(xiàn)我國(guó)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)從“制造大國(guó)”逐漸走向“制造強(qiáng)國(guó)”。
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