加州大學(xué)伯克利分校(University of California,Berkeley)化學(xué)系和美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(Lawrence Berkeley National Laboratory,LBNL)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一些資源更豐富,價(jià)格低廉的非傳統(tǒng)材料,有望大幅降低太陽(yáng)能電池的制造成本。
研究人員表示,新材料拓展了太陽(yáng)能電池的潛力,可使之成為全球重要的低碳能源。
目前廣泛采用的太陽(yáng)能電池材料是硅、銅銦硒化鎵(copper indium gallium selenide)以及碲化鎘(CdTe)制造的薄膜。但硅不僅價(jià)格昂貴,而且難以處理和大規(guī)模生產(chǎn)。目前,硅礦的開(kāi)采速度已經(jīng)難以滿足日益增長(zhǎng)的需求。
銅銦硒化鎵和碲化鎘薄膜的造價(jià)比硅低得多,且較易大規(guī)模生產(chǎn),但是如果生產(chǎn)規(guī)模是以太瓦計(jì)算(1太瓦等于10億千瓦每小時(shí)),現(xiàn)有的資源很快會(huì)耗盡。
針對(duì)目前大規(guī)模太陽(yáng)能發(fā)電的兩大障礙:成本高昂和資源不足,研究人員測(cè)試了23種新半導(dǎo)體材料,其中12種擁有豐富的藏量,能夠滿足甚至超過(guò)全球需要。在這12種之中,有9種的原材料價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于目前廣泛使用的晶體硅。
研究小組發(fā)現(xiàn):黃鐵礦、硫化銅和氧化銅等材料尤其合適。其中黃鐵礦最便宜,含量豐富且易于生產(chǎn),最適合作為硅的替代材料。它能有效降低成本,且產(chǎn)能很高。
加州大學(xué)伯克利分校的丹尼爾·卡門(Daniel Kammen)教授說(shuō),目前世界上30%的人口沒(méi)有充足可靠的電力來(lái)源。預(yù)計(jì)要滿足全球能量需要,到2050年碳排放量的增長(zhǎng)會(huì)帶來(lái)難以逆轉(zhuǎn)的后果。而太陽(yáng)能發(fā)電是非常有前途的清潔能源,新材料的發(fā)現(xiàn)振奮人心。
這項(xiàng)研究刊登于2月13日的《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》雜志(Environmental Science & Technology)的網(wǎng)絡(luò)版,并將發(fā)表在該雜志3月份的紙媒上。