新型可彎曲可嵌入式太陽能電池轉換效率達到了29%

　　目前，大多數實用的太陽能電池技術中，都是基于多晶硅或者單晶硅材料，其轉換效率最多可達到18%左右。而來自美國硅谷Alta Devices公司推出的一種新型可彎曲可嵌入太陽能電池，其轉換效率達到了驚人的29%，且其未來3年目標是實現轉換效率達到37%!這種新型太陽能電池基于砷化鎵材料以及獨特的生產工藝技術，此太陽能電池在轉換效率上的巨大突破必將引發太陽能產業和新能源產業新的市場格局。

　　轉換效率逼近理論值

　　Alta Devices公司CEO Chris Norris指出：“Alta Devices公司在三個方面創新，一個是高效生長工藝，二是復用GaAs晶圓的技術，三是高轉換效率。首先我們是在一個臨時晶圓(template wafer)上使用MOCVD生長薄膜，然后分離薄膜，并復用這個晶圓，由此得到極薄可彎曲的薄膜，它可以做成任何形狀，這種平板式‘單結’(single junction)太陽能電池可以有高于其他工藝的轉換效率?！倍岸嘟Y”(Multi-junction)電池則含有多層，可吸收多種頻率，能夠實現更高的效率。所以Alta Devices公司的規劃是明年推出雙結產品，效率提高至33%。而在未來也有望提供多結產品，將轉換效率提高到37%。

　　據介紹，這種新型太陽能電池技術由加州大學伯克利分校電氣工程教授Eli Yablonovitch的研究小組提出，他們在研究太陽能電池轉換效率時發現一個有趣的難以解釋的現象。

　　這就是自1961年以來，科學家就已經知道，在理想條件下，陽光照射到典型太陽能電池上，產生的電能數量有一個限度。這個絕對限度，從理論上說大約是33.5%。這意味著，最多只有33.5%的入射光子能量可以被吸收，并轉換成有用的電能。但50年過去了，研究人員一直無法接近這一效率：2010年來，人們取得的最高效率剛剛超過26%。

　　原因在哪里?原來人們走了一個錯誤的道路—多年來大家研究的太陽能電池都是盡可能收集光子來產生電能，但實際上，可以用相反的方法—就是讓光子逃走!他們研究發現太陽能電池散發光子的效果越好，電壓就越高，就可以產生更大的效率。

　　太陽能電池產生電力，是因為來自太陽的光子撞擊電池內的半導體材料，光子的能量敲松材料中的電子，使電子自由流動。但在這個過程中，撞擊釋放電子也可以產生新的光子，這個過程稱為發光(luminescence)。Alta Devices公司采用這一理念開發的新型太陽能電池，盡量使它發光，這樣光子就不會消失在電池內，這就會有一種自然效果，就是增加太陽能電池產生的電壓。所以發光越好，則產生了更多電量!

　　輕薄、可彎曲改變傳統電池特性

　　據介紹，這種工藝生產出的極薄的砷化鎵薄膜層，使Alta Devices電池厚度僅有1微米，相比之下，人的頭發直徑大約為40微米厚。

　　Chris Norris還指出，Alta Devices公司采用獨特的工藝實現了可彎曲的太陽能電池，這將可以激發更多應用，“人類100多年來最偉大的發明就是移動性大大提升，飛機、汽車、輪船讓移動更方面，但是能源的消耗也更嚴重，傳統太陽能電池笨重脆弱很難實現便攜，而我們的電池則可以輕松實現便攜和嵌入應用。”

　　Chris Norris舉例說，目前美軍已經采用了Alta Devices公司的太陽能電池，如下圖中這個小巧的兩張A4紙大小的電池板可以產生10瓦電力?！傲硗庠谝巴鈳づ耥敳恳部梢圆捎眠@種新型電池板來產生電力?！彼赋?。

　　在Chris Norris看來，新型太陽能電池的應用遠不止這樣，例如可以用于電動汽車—盡管太陽能電池的電力現在還難以驅動電動汽車，但他指出，在車頂部采用這種新型電池后，其產生的電力可以用于電動汽車的電池系統冷卻，由此大大延長電池續航時間。

　　新材料引進撼動能源產業

　　當談到這個技術對傳統硅基太陽能電池產業的沖擊，他表示目前砷化鎵材料還比較昂貴，所以在成本上這種電池要比硅基貴很多，隨著砷化鎵材料成本的降低，這種太陽能電池價格可以大幅下降，“5到10年內會影響硅基太陽能產業?！彼硎?。

　　目前很多的國內的太陽能電池企業都是基于多晶硅或者單晶硅技術，且頻頻遭受美國所謂的傾銷制裁，在如此革命性創新技術的沖擊下，未來發展前景令人擔憂。希望國內企業可以從新技術中尋求突破，不要重蹈光盤產業淘汰磁帶產業的悲劇。