一体化光伏技术——晶体硅太阳能电池的新未来？

柔性塑料背板以及条形板为一体化光伏产品的新应用打开了大门。然而到目前为止，一体化生产出来的光伏产品的光电转换效率只有传统工艺的晶体硅太阳能电池的一半。

最近加州理工大学物理系教授Harry Atwater以及他的研究小组开发了一种新的制备电池的方式，这种方式只需要很少一点的硅材料。

新技术对于硅材料的需求只有传统技术的1%到2%

“我们的技术需要的硅材料只有传统工艺的1/50到1/100之间”， Harry Atwater如是说，“这项技术以均匀排列的一些类管线状硅基材为基础，对于光线的吸收以及光电子的收集与传统电池没有太多的差别”。

这种微笑的硅管线的堆叠在基材上，显微镜下呈现出毛刷状。由于传统电池是基于价格昂贵的高纯度硅料，因此这样的设计还是有较高的经济价值的。

这意味着什么呢？生产制造性能同于一体化的光伏产品只需要1%到2%的硅材料。由于传统晶体硅电池的成本中硅占到了2/3以上的价值，这种技术对于材料的节省显示出其巨大的市场潜力。

加强对光散射的控制从而提升转换效率

硅材料是光电转换的基础，你也许这么认为使用较少的硅料会影响转换电量，实际并非如你所想，Atwater说这项技术同样具有良好的光电转换。

“光线进入管线状材料，一部分被直接吸收，另外一部分从管线状口进入管中，经过无数次的反射之后大部分被管线吸收，这加强的对整个入射光的吸收”， Atwater说，“事实上，对于光线吸收起到了很好的加强作用，对于单个波长甚至有20到50倍的提升”。

更加的充满柔性

Atwater和他的同事们已经试制出这种设想的原型，从顶上向下看这种电池与我们常见的电池存在着很大的区别。

我们制作工艺是在基板上生长管线，然后将其剥离出具有弹性的背板，这种材料和硅材料一样具有很好的光学和电学性质，但是具有更好的机械韧性和强度。

这种灵活性为新应用打开了大门，这正如Atwater所说的“一体化光伏技术”。例如，这种电池可以直接建在屋顶上，从而省去安装费用。

柔性、薄板之所以被重视其中重要的一点是这种材料可以弯曲，你可以想象一下，可以将他们安装在任意形状的顶部，如：汽车顶、船顶、或者任意非平面上。

加州理工学院的教授称他对这种技术的商业化运营很乐观，因为这项技术是基于传统技术的改良，而并非需要大的动作。他还说这将有助于极大地降低光伏发电成本。

太阳能发电最有利的地方在于，在全世界的任何地方都能接收到太阳光，无论是云层较厚的北欧，还是阳光灿烂的中北非洲，还是澳洲和南亚。这就是太阳能能够走到全世界的根本原因。