光伏技術(shù)沒有“下一代”的說法

　　下次當(dāng)您聽說哪家企業(yè)發(fā)布新品稱是 “下一代”太陽能組件時(shí)，請謹(jǐn)慎對待此說法。

　　這是因?yàn)樵摦a(chǎn)品可能實(shí)際上并不像制造商所承諾的那樣具有創(chuàng)新性，更是因?yàn)椋柲苄袠I(yè)沒有“新一代”產(chǎn)品。

　　荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)科學(xué)家Win C. Sinke近日發(fā)表在《可再生能源》雜志上的報(bào)告中表示，近幾十年來光伏技術(shù)的發(fā)展應(yīng)被視為一個(gè)演進(jìn)的過程，而不是新一代取代上一代的過程。

　　Sinke表示， “ PV世代”（“PV generations”）是新南威爾士大學(xué)馬丁格林教授為了區(qū)分復(fù)雜的現(xiàn)有和商業(yè)光伏組件技術(shù)而首次提出來的概念。馬丁格林將所有晶硅太陽能技術(shù)歸為“first generation technologies”，將包括碲化鎘（CdTe），硒化銅銦鎵（CIGS）和非晶或微晶硅（aSi或μcSi）等薄膜技術(shù)歸為“second-generation technologies.”，并將其他薄膜技術(shù)和創(chuàng)新技術(shù)這類跨越了肖克利-奎塞爾（SQ）限制的技術(shù)歸為第三類技術(shù)。肖克利-奎塞爾（SQ）限制是第一類和第二類技術(shù)難以跨越的。

　　“過去25年中，研究人員、學(xué)生、分析師等經(jīng)常使用這種分類方式，這常常使人們得出這樣的結(jié)論：基于晶硅技術(shù)的電池已經(jīng)過時(shí)，不再具有創(chuàng)新性，也不值得進(jìn)行研發(fā)工作。”

　　不可否認(rèn)，現(xiàn)階段市場發(fā)展表明，至少在市場份額方面，晶硅技術(shù)仍處于難以超越的領(lǐng)先地位。很多新技術(shù)正在尋求突破，但很多新技術(shù)創(chuàng)下的效率記錄甚至不能進(jìn)一步鞏固和保持。但這不能表示未來的光伏仍將完全被晶硅技術(shù)統(tǒng)治，太陽能技術(shù)未來的發(fā)展需要不同的技術(shù)相互結(jié)合，薄膜技術(shù)對未來太陽能技術(shù)升級至關(guān)重要。比如，如果不使用薄膜工藝，異質(zhì)結(jié)技術(shù)就無法獲得高質(zhì)量的鈍化。只有前兩類產(chǎn)品結(jié)合才能幫助第三代產(chǎn)品得出最佳解決方案。

　　相比“世代”這個(gè)表達(dá)，Sinke更傾向于將技術(shù)歸為不同的“家族”。“隨著技術(shù)的發(fā)展，有的技術(shù)淘汰，有的技術(shù)被發(fā)明，技術(shù)家族有增有減，一些家族重疊甚至合并。”

　　光伏技術(shù)正在往更復(fù)雜的方向發(fā)展，“家族”這種說法很好地解釋為什么光伏技術(shù)很少過時(shí)、很少消失的原因。

　　肖克利-奎塞爾（SQ）限制：

　　它是由William Shockley和Hans Queisser在1961年首次計(jì)算出來的。

　　太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率是“標(biāo)準(zhǔn)測試條件”（STC）下從陽光轉(zhuǎn)換為電能的功率百分比。STC條件在美國大陸的春季和秋季分?jǐn)?shù)近似太陽中午，太陽能電池的表面直接瞄準(zhǔn)太陽。對于任何類型的單結(jié)太陽能電池，現(xiàn)代SQ極限計(jì)算的最大效率為33％。

　　Shockley和Queisser的原始計(jì)算是硅太陽能電池的30％。當(dāng)前的太陽能電池生產(chǎn)效率隨著半導(dǎo)體材料的帶隙而變化，與SQ限制相關(guān)的許多假設(shè)將其對所有類型的太陽能電池的普遍適用性限制在內(nèi)。盡管目前正在開展多項(xiàng)計(jì)劃，以尋找SQ Limit方案，但仍然適用于當(dāng)今市場上99.9％的太陽能電池。