在當(dāng)今能源日趨緊張、環(huán)境壓力日趨增大的情況下，可再生能源受到各國政府的日益重視，太陽能作為一種重要的可再生能源，其開發(fā)和利用已成為各國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。太陽能電池的應(yīng)用已從軍事領(lǐng)域、航天領(lǐng)域進(jìn)入工業(yè)、商業(yè)、農(nóng)業(yè)、通信、家用電器以及公用設(shè)施等部門，尤其可以分散地在邊遠(yuǎn)地區(qū)、高山、沙漠、海島和農(nóng)村使用，以節(jié)省造價很貴的輸電線路。目前，我國可再生能源規(guī)模只有8%，未來的發(fā)展空間十分廣闊。而作為21世紀(jì)最有潛力的能源，太陽能產(chǎn)業(yè)在研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化、市場開拓方面都取得了長足的進(jìn)展，太陽能電池產(chǎn)業(yè)也成為世界快速、穩(wěn)步發(fā)展的朝陽產(chǎn)業(yè)之一。
據(jù)Dataquest的統(tǒng)計資料顯示，目前全世界共有136個國家投入普及應(yīng)用太陽能電池的熱潮中，其中有95個國家正在大規(guī)模地進(jìn)行太陽能電池的研制開發(fā),積極生產(chǎn)各種相關(guān)的節(jié)能新產(chǎn)品。2005年以來，全球太陽能電池市場供不應(yīng)求，在國際大環(huán)境的影響下，全球市場需求增長，尤其是歐洲市場的爆發(fā)性增長，這給中國太陽能光伏行業(yè)帶來了巨大的成長空間。
隨著太陽能市場的爆炸式增長，伴隨太陽能市場發(fā)展的太陽能電池轉(zhuǎn)換效率也一直是業(yè)內(nèi)爭相研發(fā)的一個焦點(diǎn)，近期德國的肖特太陽能公司采用PERL單元的部分構(gòu)造，實(shí)現(xiàn)了多晶硅太陽能電池迄今最高的模塊轉(zhuǎn)換效率：17.6％，超過了日本京瓷公司2010年2月公布的17.3％。這兩個值都是基于采光面積算出。
構(gòu)成肖特太陽能模塊的單元轉(zhuǎn)換效率最高為18.2％。該模塊在沿用PERL單元背面主要構(gòu)造的基礎(chǔ)上，又采取了使晶圓與電極間形成氧化膜，同時令電極與晶圓部分接觸等措施。該模塊的這種構(gòu)造是以現(xiàn)有的絲網(wǎng)印刷形成的，比較容易實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。因此，此次模塊采用的這種單元，快的話在2011年就可以量產(chǎn)。
效率超過20％的CIGS型
在提高轉(zhuǎn)換效率方面，相對于先進(jìn)的結(jié)晶硅型太陽能電池，“近來轉(zhuǎn)換效率大幅提升，能與結(jié)晶硅決一勝負(fù)”（曾任EUPVSEC副主席的東京工業(yè)大學(xué)太陽發(fā)電系統(tǒng)研究中心主任小長井誠語）的是CIGS型太陽能電池*。就在EUPVSEC舉行之前的2010年8月，德國研究機(jī)構(gòu)ZSW以小面積實(shí)現(xiàn)了20.3％效率的成果，獲得了太陽能電池相關(guān)人士的高度評價。
*CIGS太陽能電池：指由銅（Cu）、銦（In）、鎵（Ga）和硒（Se）四種元素組成的太陽能電池。而由銅、銦、鎵、硒、硫（S）5種元素組成的，稱CIS太陽能電池。
今后，從小面積基板向約30cm見方的子模塊，并進(jìn)一步向可與量產(chǎn)品匹敵的大面積基板的過渡和技術(shù)轉(zhuǎn)移的過程中，如何維持效率是關(guān)鍵。關(guān)于其中的子模塊，日本SOLARFRONTIER公司已經(jīng)在30cm見方的基板上形成了CIS類太陽能電池，并實(shí)現(xiàn)了16.29％的轉(zhuǎn)換效率。該公司稱其2010年3月發(fā)布的超過16％的“子模塊具有世界最高效率”。
SOLARFRONTIER公司在該模塊上，嘗試了增加光吸收層的厚度來提高轉(zhuǎn)換效率。但存在隨膜厚的增加其阻抗也增大的課題。因此，優(yōu)化了光吸收層形成時的硫化工序，提高了結(jié)晶品質(zhì)，抑制了阻抗的增加。并進(jìn)行了以蝕刻削減于發(fā)電無益部分的面積，優(yōu)化單元的設(shè)計等改進(jìn)。
據(jù)稱，此次手段的進(jìn)一步延伸，可將子模塊的轉(zhuǎn)換效率提高至17%。除進(jìn)一步增厚光吸收層、將蝕刻的幅度細(xì)化至約100μm外，還考慮優(yōu)化光的反射及透射等光的控制技術(shù)。子模塊的的效率實(shí)現(xiàn)17%之后，將充分利用這些技術(shù)，實(shí)現(xiàn)2014年投產(chǎn)采光面積內(nèi)的轉(zhuǎn)換效率提高到15%的產(chǎn)品的目標(biāo)。
柔性CIGS的效率為17.6％
除此而外，CIGS太陽能電池還在柔性基板上刷新了效率記錄。富士膠片和日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所（AIST）共同發(fā)布了在鋁柔性基板上形成CIGS太陽能電池的成果。在0.486cm2的小采光面積單元上得到了17.6％、在72cm2采光面積單元（10cm見方的子模塊）上得到了12.5％的轉(zhuǎn)換效率。
作為柔性基板上的CIGS太陽能電池，迄今已報告過美國GlobalSolarEnergy公司在金屬箔上實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)換效率13.2％、ZSW在樹脂薄膜上的7.5%等成果。但因金屬箔存在難以確保電氣絕緣、樹脂薄膜存在無法耐受高溫工藝的課題，所以難以進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)換效率。
富士膠片通過在Al箔上以陽極氧化法形成Al2O3）層，開發(fā)了兼具金屬箔的耐熱性和樹脂薄膜的絕緣性的基板，使上述成果得以實(shí)現(xiàn)。今后該公司計劃在提高轉(zhuǎn)換效率的同時，還將試制更大的子模塊。
據(jù)Dataquest的統(tǒng)計資料顯示，目前全世界共有136個國家投入普及應(yīng)用太陽能電池的熱潮中，其中有95個國家正在大規(guī)模地進(jìn)行太陽能電池的研制開發(fā),積極生產(chǎn)各種相關(guān)的節(jié)能新產(chǎn)品。2005年以來，全球太陽能電池市場供不應(yīng)求，在國際大環(huán)境的影響下，全球市場需求增長，尤其是歐洲市場的爆發(fā)性增長，這給中國太陽能光伏行業(yè)帶來了巨大的成長空間。
隨著太陽能市場的爆炸式增長，伴隨太陽能市場發(fā)展的太陽能電池轉(zhuǎn)換效率也一直是業(yè)內(nèi)爭相研發(fā)的一個焦點(diǎn)，近期德國的肖特太陽能公司采用PERL單元的部分構(gòu)造，實(shí)現(xiàn)了多晶硅太陽能電池迄今最高的模塊轉(zhuǎn)換效率：17.6％，超過了日本京瓷公司2010年2月公布的17.3％。這兩個值都是基于采光面積算出。
構(gòu)成肖特太陽能模塊的單元轉(zhuǎn)換效率最高為18.2％。該模塊在沿用PERL單元背面主要構(gòu)造的基礎(chǔ)上，又采取了使晶圓與電極間形成氧化膜，同時令電極與晶圓部分接觸等措施。該模塊的這種構(gòu)造是以現(xiàn)有的絲網(wǎng)印刷形成的，比較容易實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。因此，此次模塊采用的這種單元，快的話在2011年就可以量產(chǎn)。
效率超過20％的CIGS型
在提高轉(zhuǎn)換效率方面，相對于先進(jìn)的結(jié)晶硅型太陽能電池，“近來轉(zhuǎn)換效率大幅提升，能與結(jié)晶硅決一勝負(fù)”（曾任EUPVSEC副主席的東京工業(yè)大學(xué)太陽發(fā)電系統(tǒng)研究中心主任小長井誠語）的是CIGS型太陽能電池*。就在EUPVSEC舉行之前的2010年8月，德國研究機(jī)構(gòu)ZSW以小面積實(shí)現(xiàn)了20.3％效率的成果，獲得了太陽能電池相關(guān)人士的高度評價。
*CIGS太陽能電池：指由銅（Cu）、銦（In）、鎵（Ga）和硒（Se）四種元素組成的太陽能電池。而由銅、銦、鎵、硒、硫（S）5種元素組成的，稱CIS太陽能電池。
今后，從小面積基板向約30cm見方的子模塊，并進(jìn)一步向可與量產(chǎn)品匹敵的大面積基板的過渡和技術(shù)轉(zhuǎn)移的過程中，如何維持效率是關(guān)鍵。關(guān)于其中的子模塊，日本SOLARFRONTIER公司已經(jīng)在30cm見方的基板上形成了CIS類太陽能電池，并實(shí)現(xiàn)了16.29％的轉(zhuǎn)換效率。該公司稱其2010年3月發(fā)布的超過16％的“子模塊具有世界最高效率”。
SOLARFRONTIER公司在該模塊上，嘗試了增加光吸收層的厚度來提高轉(zhuǎn)換效率。但存在隨膜厚的增加其阻抗也增大的課題。因此，優(yōu)化了光吸收層形成時的硫化工序，提高了結(jié)晶品質(zhì)，抑制了阻抗的增加。并進(jìn)行了以蝕刻削減于發(fā)電無益部分的面積，優(yōu)化單元的設(shè)計等改進(jìn)。
據(jù)稱，此次手段的進(jìn)一步延伸，可將子模塊的轉(zhuǎn)換效率提高至17%。除進(jìn)一步增厚光吸收層、將蝕刻的幅度細(xì)化至約100μm外，還考慮優(yōu)化光的反射及透射等光的控制技術(shù)。子模塊的的效率實(shí)現(xiàn)17%之后，將充分利用這些技術(shù)，實(shí)現(xiàn)2014年投產(chǎn)采光面積內(nèi)的轉(zhuǎn)換效率提高到15%的產(chǎn)品的目標(biāo)。
柔性CIGS的效率為17.6％
除此而外，CIGS太陽能電池還在柔性基板上刷新了效率記錄。富士膠片和日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所（AIST）共同發(fā)布了在鋁柔性基板上形成CIGS太陽能電池的成果。在0.486cm2的小采光面積單元上得到了17.6％、在72cm2采光面積單元（10cm見方的子模塊）上得到了12.5％的轉(zhuǎn)換效率。
作為柔性基板上的CIGS太陽能電池，迄今已報告過美國GlobalSolarEnergy公司在金屬箔上實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)換效率13.2％、ZSW在樹脂薄膜上的7.5%等成果。但因金屬箔存在難以確保電氣絕緣、樹脂薄膜存在無法耐受高溫工藝的課題，所以難以進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)換效率。
富士膠片通過在Al箔上以陽極氧化法形成Al2O3）層，開發(fā)了兼具金屬箔的耐熱性和樹脂薄膜的絕緣性的基板，使上述成果得以實(shí)現(xiàn)。今后該公司計劃在提高轉(zhuǎn)換效率的同時，還將試制更大的子模塊。
