太陽能薄膜電池是一個朝陽行業(yè)，其與稀有金屬的關(guān)系密不可分。圍繞太陽能薄膜電池的發(fā)展，近年來主要從事化合物薄膜光伏材料、器件與技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)研究與工程技術(shù)開發(fā)的南開大學(xué)孫云教授和擅長將實驗的技術(shù)進行產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化，長期致力于研究銅銦鎵硒（CIGS）新型第三代太陽能電池的清華大學(xué)莊大明教授，他們有些什么想法呢？

孫云教授認(rèn)為：在技術(shù)層面，兩者都是化合物半導(dǎo)體多晶薄膜太能能電池，轉(zhuǎn)化效率都比較高，沒有硅薄膜的衰退現(xiàn)象。（碲化鎘）CdTe是二元化合物，技術(shù)相對容易；CIGS為四元化合物，技術(shù)難度相對較高。

在成本方便，CdTe目前成本較低，1美元以下；CIGS開始量產(chǎn)后，成本將低于 CdTe，性價比將是所有電池中最高的。

CdTe技術(shù)目前相對穩(wěn)定，產(chǎn)量高于CIGS。CdTe生產(chǎn)能力已經(jīng)接近1GW，主要是First Solar公司的單機生產(chǎn)線可達20兆瓦以上，同時在全世界建立很多上百兆瓦的生產(chǎn)基地；CIGS有些公司已經(jīng)有所突破，在建生產(chǎn)線，全部建成將超過CdTe的產(chǎn)能，估計在2012-2013年可以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

目前兩種電池發(fā)展都受到一些限制。CdTe受元素限制，鎘為重金屬有毒元素，人們對其有恐懼心理。日本完全禁止與鎘相關(guān)的產(chǎn)業(yè)。碲元素儲量少，消耗量大。而CIGS受技術(shù)和資金限制，設(shè)備制約。國內(nèi)研發(fā)投入不夠，自主知識產(chǎn)權(quán)保護差。

稀有金屬，顧名思義資源稀缺。那各種稀有金屬在電池中的應(yīng)用、用量，可替代性如何？對此，清華大學(xué)的莊大明教授有他自己的觀點。他認(rèn)為：銦：稀缺，但供應(yīng)量足夠（1微米薄膜需要15噸銦），鎵：與銦是同一族元素，可代替部分銦（約30%），提高禁帶寬度；硒：儲量豐富，對單質(zhì)硒需求大；硫：與硒是同一族元素，可代替部分硒，提高禁帶寬度，且性能好于鎵；經(jīng)過硫處理后，銅銦鎵硒表面也會更平整；碲：儲量少；鋁：與銦和鎵為同一族元素，可能替代銦和鎵。

中國的太陽能薄膜電池研究比國外晚，盡管最近10年國家在這方面逐年加大了投入，但與國外差距還是很大。政府應(yīng)加強政策引導(dǎo)和政策激勵，同時可借鑒國外的成功經(jīng)驗。

孫云教授認(rèn)為：對照歐美、日本CIGS市場的發(fā)展進程，可借鑒之處在于有三點，首先，研發(fā)產(chǎn)業(yè)化：研發(fā)投入大，且多為企業(yè)出資。企業(yè)研發(fā)中心去大學(xué)找項目孵化，進行產(chǎn)業(yè)化開發(fā)；其次，知識產(chǎn)權(quán)保護：對于技術(shù)的知識產(chǎn)權(quán)保護強；最后，雙贏合作：國外輸出設(shè)備，同國內(nèi)一同研發(fā)技術(shù)，夠買國外設(shè)備，國內(nèi)自主開發(fā)生產(chǎn)線。

當(dāng)電力、煤炭、石油等不可再生能源頻頻告急，能源問題日益成為制約國際社會經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸時，越來越多的國家開始實行“陽光計劃”，開發(fā)新能源，尋求經(jīng)濟發(fā)展的新動力。太陽能薄膜電池何時能實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化？

莊大明教授認(rèn)為：CIGS市場已經(jīng)引起各方的廣泛關(guān)注，兩岸企業(yè)的合作也在逐步推進CIGS技術(shù)的穩(wěn)定性慢慢好轉(zhuǎn)，整個行業(yè)的規(guī)模化應(yīng)該會在2-3年內(nèi)到來。國內(nèi)自主研發(fā)的技術(shù)在1-2年內(nèi)將設(shè)計設(shè)備，進入產(chǎn)業(yè)化。銅銦鎵硒生產(chǎn)方式主要包括：共蒸發(fā)法和預(yù)制膜硒化法，目前前者已經(jīng)慢慢被淘汰，硒化法。

 

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