中國粉體網(wǎng)6月5日訊  在目前嚴峻的能源形勢和改善生態(tài)環(huán)境的推動下，太陽電池的產(chǎn)業(yè)化得到了高速增長。但太陽電池要與傳統(tǒng)能源競爭，首先要在以下兩個方面實現(xiàn)新的突破：一是降低現(xiàn)有太陽電池的生產(chǎn)成本，主要是降低原材料與能耗的成本；二是提高太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率，即提高電池的性能價格比。第一代太陽電池以晶體硅太陽電池為代表，包括多晶硅電池和單晶硅電池。這類電池工藝成熟，是目前太陽電池市場的主流產(chǎn)品。單晶硅太陽電池的實驗室轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達到25%，多晶硅太陽電池的實驗室轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達到20.4%，而單晶硅和多晶硅電池組件的效率分別達到了21.4%和18.2%。晶體硅太陽電池的轉(zhuǎn)換效率已接近理論極限，電池性能的進一步提升需引入創(chuàng)新的概念與技術。第二代太陽電池以薄膜電池為代表，主要包括硅基薄膜太陽電池、銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽電池、碲化鎘(CdTe)太陽電池。其中CIGS 薄膜太陽電池的實驗室光電轉(zhuǎn)換效率達到了20.3%，接近多晶硅太陽電池的最高轉(zhuǎn)換效率。這類電池具有低能耗和省材質(zhì)的特點，在降低成本方面具有很大的潛力。無論是哪一代太陽電池，都存在一個能量轉(zhuǎn)化率的極限(31%)，存在轉(zhuǎn)化率極限的原因如下: （1）當高于帶隙能量的光子產(chǎn)生載流子后，載流子多余的能量以聲子發(fā)射的方式損失掉；（2）低于帶隙能量的光子不被吸收，這是形成能量轉(zhuǎn)化率極限的主要原因。

    目前的電池結(jié)構(gòu)無論是對太陽光譜的吸收還是能量的輸運都是有限的，因此提出高效光伏轉(zhuǎn)換的新構(gòu)思、新模型，發(fā)展第三代高效光伏器件，成為太陽電池領域發(fā)展的新期待。第三代太陽電池被定義為具有“新概念、高效、綠色、環(huán)�！钡忍攸c，其中新概念是最為重要的。所謂的新概念包括光子學、光電子學，大規(guī)模集成電路制造學，介觀物理、介觀材料、低維材料、納米材料等一系列尖端科學的內(nèi)涵。在這些新概念中，納米材料和納米技術被廣泛應用。

    基于納米材料的新型太陽電池作為第三代太陽電池的杰出代表，無論是在器件性能上還是在制造成本上都展現(xiàn)出其獨特優(yōu)勢。雖然與傳統(tǒng)的太陽電池相比，納米太陽電池理論上具有優(yōu)異的性能，但目前大多還處在實驗室研發(fā)階段，還有待于技術的不斷進步。不同納米材料的太陽電池結(jié)構(gòu), 不僅包含了將納米技術融入傳統(tǒng)電池的設計與制造中以改善電池性能，更多的是在概念上進行創(chuàng)新與突破�？梢灶A見，基于納米材料的新型太陽電池將在今后的光伏領域扮演越來越重要的角色, 更加需要長期規(guī)劃研究，使其最終成為具有商業(yè)價值的實用技術。