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作者 張國斌 （發自美國硅谷）在目前實用太陽能電池技術中，多數是基于多晶硅或者單晶硅材料，其轉換效率最多18%左右，而來自美國硅谷的Alta Devices公司采用推出的一種新型可彎曲可嵌入太陽能電池，它的轉換效率達到驚人的29%！ 其未來3年目標是實現轉換效率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，它將引發太陽能產業和新能源產業什么變革？請看來自硅谷的報道。 
Alta Devices公司CEO Chris Norris 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，一個是復用GaAs晶圓的技術，一個是高轉換效率。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。”而“多結”（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，效率提高到33%！未來提供多結產品，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。但是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，也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。但是，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。所以發光更好，則產生了更多電量！ 救贖據介紹，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指出Alta Devices公司還采用獨特的工藝實現了可完曲的太陽能電池，這樣可以激發更多應用，“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。”
Alta Devices公司還采用獨特的工藝實現了可完曲的太陽能電池 他舉例說，目前，美軍已經采用了Alta Devices公司的太陽能電池，下圖這個小巧的兩張A4紙大小的電池板可以產生10瓦電力，“另外，在野外帳篷頂部也可以采用我們的電池板來產生電力。”他指出。
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----當然，太陽能電池的電力現在還難以驅動電動汽車，但是他指出，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，實際上可以大大延長電池續航時間。 此外，他指出，美軍的無人機（UAV）在采用了這種太陽能電池后將空中續航時間成哦你原來的50分鐘延長到40小時！這是非常大的提升！
美軍的無人機（UAV）在采用了這種太陽能電池后將空中續航時間成哦你原來的50分鐘延長到40小時 Chris Norris表示，目前Alta Devices公司通過自己的晶圓廠生產這種電池，良率可以達到99%，每月產能在200兆瓦左右，暫時沒有將技術授權給其他公司的想法。 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的貴很多，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。”他表示。 目前，中國太陽能電池企業很多是基于多晶硅或者單晶硅技術，本來已經遭受美國的所謂傾銷制裁，在新技術的沖擊下，未來發展前景更是暗淡。希望國內企業可以從新技術突破盤，不要重蹈光盤產業淘汰磁帶產業的悲劇。 注：原文作者為電子創新網CEO，張國斌先生。 |
