薄膜太陽能電池的興起

說起太陽能電池，目前在這一行業中起主導的是硅晶，硅晶由精煉硅制成。這一模塊作為太陽能的基本技術已經存在50多年了。自從1954年第一塊硅太陽能電池被發明后，其數量快速增加，目前12%到18%轉變成電能的太陽輻射都通過其實現。

晶體硅材料依然在太陽能光電池材料中占據主導地位，但是，最近幾年在薄膜光電池技術上也有了很多突破。在2005年的時候，晶體硅在太陽能光電池市場占到95%以上的份額。但是從那個時候開始，薄膜光電池材料在市場所占份額逐年穩步上升，到今日已經占到了25%的份額。數以百計的從事薄膜光電池技術的公司已經進入了研發和生產的新階段。

大面積以及層疊狀的薄膜光電池產品從上世紀90年代開始就已經商業化了，目前薄膜光電池產品的能量轉換效率已經達到了6%到11%。能量轉換效率越高，那么產生一定電量所需的面積以及其他輔助設備就越少，這是一件很劃算的事情。就目前來說，薄膜太陽能電池的轉換效率還是與晶體硅存在著距離，但是相比與晶體硅，薄膜太陽能電池在其他方面存在著巨大的優勢。最重要的一點，就是薄膜太陽能電池的生產成本低。很多薄膜太陽能電池板都是由非晶硅制成的，而制備硅晶太陽能電池板時要使用高等硅。除此之外，薄膜太陽能電池還可以由其他半導體材料制成，包括銅銦鎵硒（CIGS）材料和碲化鎘材料。

太陽能技術的廣闊前景——成規模的實用薄膜光電池項目

可再生能源領域存在一個關鍵性的問題，就是何時規模化的太陽能光電池技術能夠與從化石燃料中獲得電能在價格上形成競爭或與其等價。而事實上，規模化的薄膜光電池技術在成本上已經低于核電，只是目前比燒煤獲得電能的成本更高一些。

很多薄膜太陽能電池的生產者們已經成功降低了成本，目前在這一領域的領頭羊是位于亞利桑那州坦佩的第一太陽能公司。第一太陽能公司在2009年通過碲化鎘電池生產了1千兆瓦的電能。換句話說，1千兆瓦等同于25萬個大型的家庭薄膜太陽能光電轉化系統的生產總量。

第一太陽能公司在2009年實現了平均10.9%的能量轉換效率，他們的產品成為薄膜產品中能量轉換效率最高的產品。該公司同時還解決了生產中所使用的重金屬鎘的問題，通過設計循環系統以避免鎘這一有害物質隨著廢棄物一同排放出來。

在過去的幾年中，第一太陽能公司大大降低了他們的生產成本。他們的成本只相當與硅晶材料或目前市場上其他薄膜太陽能產品的一半。他們降低成本的措施包括縮短生產時間以及規模化設備的安裝時間。與同行業的其他公司相比較，第一太陽能公司的規模化設備安裝費用降低了10%到15%，但是他們的產量卻要比生產硅晶的公司高出10%左右（在相同的設計效率下）。在接下來的五年中，第一太陽能公司將致力于將生產效率再提高15%，并且再進一步降低其生產成本。如果該公司真的能夠成功地實現上述目標，那么通過規模化的薄膜太陽能裝置獲得電能將會與通過化石燃料獲得電能一樣廉價。