太阳能薄膜电池：能源的救星

　　也许有一天，MP3不再需要电池，路上行走的人们只需把充电线插在衣服上的固定接口，MP3便可畅听无阻。参加会议时，记者们不再为笔记本电脑的电池而担忧，只要把笔记本电脑面对任何光源，就能无限制的使用。也许有一天，路上的汽车不再需要汽油就能奔跑，高楼大厦不再需要庞大的变电站，甚至每一户家庭都可以把多余的电卖给国家电网。

　　这一切都是因为太阳能薄膜电池这一新技术的应用。当MP3、笔记本电脑、高楼大厦外墙、汽车车身和高速公路上都覆盖太阳能薄膜电池时，太阳光就会转化为源源不断的电能改变我们的生活。

　　这一切听起来好象未来世界的图景，而现实正在向我们走来。长期从事太阳能电池研究的长城证券研究员周涛介绍，7月份，联想投资刚刚募集的第四期新基金，注资浙江先进太阳能公司，进行太阳能薄膜电池组生产。10月底，英特尔总裁保罗·欧德宁公布三项投资计划，其中出资2000万美元投资太阳能薄膜电池研发制造及解决方案提供商深圳创益科技。11月5日，世界银行集团成员国际金融公司宣布，将向中国新奥集团旗下新奥太阳能有限公司提供1.36亿美元，建设一条大型太阳能薄膜模块生产线。

　　在资本市场上，风投公司历来是利益驱动的风向标，在金融危机的背景下，他们为什么把目光投向了太阳能薄膜电池？

　　中科院半导体研究所研究员曾湘波告诉记者，人类很早以前就梦想能直接从太阳光得到所需的能量，太阳能电池也诞生了很多年，但传统的晶硅太阳能电池一直因为成本过高，光电转化率低，形状受限制而没有大范围推广。

　　近日，记者到北京房山区青龙湖镇，看到路边安装了至少几千盏太阳能路灯。当地老乡告诉记者，这里是“太阳能示范”工程建设的典型。据说在十渡、长阳、青龙湖等19个乡镇69个村及8条主要公路沿线都安装了太阳能路灯、庭院灯、景观灯。

　　房山区能源办公室介绍，使用太阳能路灯照明，一天只需蓄2个小时的太阳能，就能使用整整一个晚上。一盏灯可用18年，可节约用电6万千瓦时，节约电费4万元以上。全区7000盏太阳能路灯，18年可节约电费2.8亿元。

　　记者好奇的问当地老乡，既然这么节电，为何没有大面积推广。老乡告诉记者，这太阳能路灯很好，但新鲜玩意儿太贵了，一盏太阳能路灯是普通路灯价钱的好几倍，如果连着好几天是阴雨天，这路灯就不好使了，而且路灯三天两头就坏，一到晚上，这条路上四分之一的路灯不亮。

　　周涛告诉记者，这些太阳能路灯用的都是传统晶体硅电池。这种电池加工工艺十分复杂，需要用先进设备对硅进行提纯，只有提纯到99.9999%的晶体硅才能被用来制作太阳能电池。这个过程中的高、高耗能使传统太阳能电池成本居高不下。而且近年来原料硅的价格大涨，从2003年的30美元/公斤涨到2008年的500美元/公斤，几乎涨了16倍。此外，晶体硅的提纯技术一直被国外大厂垄断，尽管目前国内也能生产，但产量很低，2007年国内晶体硅产量有1000吨，可是缺口却高达1万吨。

　　就拿一些地方出现的太阳能路灯来说，周涛估计普通路灯成本大约2000元，而太阳能路灯高达8000元。

　　与节省的电价相比，高额的建设成本让很多地方很难接受。另外，传统太阳能路灯的电路控制器在频繁开关下，也很容易损坏。

　　中国能源网首席执行官、能源韩晓平告诉记者，之所以连续阴雨天，传统太阳能电池的路灯就不好用，是因为晶体硅像一个个玻璃块是有序排列的，只有太阳光近似直射时，才能发电，如果太阳光入射角过小，就无法发电。由于阴雨天光线不是直射，传统太阳能电池发电效果就会打折扣。即使是在晴天，受制于太阳光入射角，传统太阳能电池也只能发电4个小时。

　　而太阳能薄膜电池就能解决这些问题。周涛告诉记者，太阳能薄膜电池生产工艺十分简单，既不需要复杂的设备，也不需要把晶体硅提纯到99.9999%。它的生产过程是这样的：如果是柔性基底的就选用薄钢片或铝箔，如果是硬性基底的就选用一块镀了二氧化矽的导电玻璃，然后在上面先镀上硅，再镀上铝和锌，用塑料封装，一块太阳能薄膜电池就做成了。一般来说，传统太阳能晶体硅电池的成本是4美元/瓦，而太阳能薄膜电池的成本只有2美元/瓦。

　　太阳能薄膜电池对弱光的转化率十分好，即使是阴天，照样能够发电。比如一平方米太阳能薄膜电池如果单位发电量是60瓦，那么一天下来，可以发电10个小时，也就是0.6度电。而同样一平方米的传统晶体硅太阳能电池即使单位发电量为150瓦，由于受阳光入射角限制一天只能发电4个小时，也是发0.6度电。如果用了太阳能薄膜电池，房山青龙湖镇的路灯就不会受阴天的影响了。

　　由于太阳能薄膜电池可以做成柔软的，可折叠，可卷曲的形状，所以不仅可用来作路灯、庭院灯、交通指示灯，还可以铺在屋顶上。一间普通房屋如果铺上太阳能薄膜电池，一天的发电量大约6度，完满足家庭照明的需要，多余的电还可以卖给电网公司。真到那一天，每栋房屋都是一个分布式电站，我们每个人坐在家里就可以收钱了。

　　在周涛看来，太阳能薄膜电池还可以嵌在高楼大厦的玻璃幕墙里。大楼的整面墙都成为发电站，源源不断的电力使大楼在依靠传统电网的同时，又有了一个电力来源。在北京五棵松篮球馆对面的静雅酒店，就采用了无锡尚德提供的太阳能楼宇外立面发电系统，天气晴朗的时候，就采用太阳能供电，阴雨天气就依靠传统电网。

　　周涛还大胆的设想把太阳能薄膜电池铺在高速公路上，然后每隔100公里建设一个太阳能电池更换站，在这些更换站，把转化后的电能输入蓄电池中，这样人们在路上开车就不再需要加汽油了，只需每隔一段更换蓄电池，就可以畅行无阻了。

　　韩晓平告诉记者，由于太阳能薄膜电池可塑性强，可以铺在雨伞、车身，甚至衣服上。美国艾奥瓦薄膜技术公司去年12月11日宣称，将向市场上推出一系列覆有太阳能薄膜的商品，包括太阳能无线电耳机和33厘米宽的发电塑料卷。另一家卡纳卡公司已开发出能发电的衣服和白天徒步旅行用的背包，这种背包嵌有很轻的光敏塑料充电器，能给手机和iPod充电。

　　此外，太阳能薄膜电池还使荒漠电厂和太空电厂成为可能。韩晓平指出，在我国西部有很多荒漠地区，如果在这些地区铺上太阳能薄膜电池，将使太阳能发电成本降低到0.5元/度，完全可以和火电与水电竞争。而太阳能薄膜电池技术的突破也使建设太空电厂成为可能。由于太空中紫外线强度远远大于地面，只要把太阳能薄膜电池铺在宇宙太阳帆上，然后用运载火箭发射到太空，就能获得更多的电能。

　　但是，目前太阳能薄膜电池也存在两个问题制约它的进一步发展。周涛告诉记者，传统的晶体硅电池一平米照射1000瓦光能，能发电150瓦，光电转化率达到15%，而太阳能薄膜电池的光电转化率只有6%。所以目前来看，如果应用到汽车上还不可能。因为即使太阳能薄膜电池在车身上铺设面积达到2平方米，也只有120瓦的发电量，而一辆1.0排量的汽车需要的功率至少也有40千瓦。

　　另外一个问题是由于加工导致成本还是较高。韩晓平告诉记者，太阳能薄膜电池上镀的硅只需要3微米厚，而目前由于技术问题，硅镀层有230微米厚，大大浪费了资源，使成本过高。目前，火电发电成本是0.2元/度，水电发电成本是0.5元/度，而太阳能薄膜电池发电成本仍有1元/度，尽管这已与商业用电高峰电价相等，但要成为主流，急需把成本进一步降下来。

　　韩晓平相信，这些问题都会迎刃而解。他告诉记者，台湾一家企业正在保定建设一条太阳能薄膜电池设备生产母线，投产后，将使光电转化率提高到10%，发电成本降到0.2元/度。传统太阳能硅晶体技术正面临被淘汰的风险。

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