目前，全球太陽能電池板的安裝量持續快速增長，但由于供過于求，造成太陽能面板制造行業處于低迷狀態。近日，在美國佛羅里達州舉行的IEEE光電專家會議上，業內人士對整個太陽能產業的發展前景仍持樂觀態度：雖然太陽能市場的創新勢頭有所減弱，但仍有不少研究取得進展。

自19世紀科學家發現晶體硅的半導體特性后，它幾乎改變了整個世界。時至今日，傳統太陽能電池仍主要使用晶體硅技術。幾年前，硅太陽能電池板的成本為4美元/瓦。該領域著名的研究學者、澳大利亞新南威爾士大學的馬丁·格林教授曾宣稱，硅太陽能電池板的成本永遠不可能低于1美元/瓦。但是現在再談及此事，他表示：“成本已下降到約50美分/瓦了，而且還有可能降至36美分/瓦。”

美國能源部曾計劃，到2020年實現整體太陽能電池板系統安裝成本低于11美分/瓦。這一目標不僅僅指太陽能電池板的成本，還涵蓋了公用事業單位因彌補太陽光的間歇性特征而制造的設施成本（具體成本取決于太陽能發電入網電量和其他因素）。格林教授認為，太陽能產業很有可能提前完成該目標。屆時，太陽能的直接成本有望降至6美分/千瓦時，比新建的天然氣發電廠供能成本還要低。

全球硅太陽能電池板產業一直在尋求削減制造成本和提高電池板輸出功率的方法。上世紀90年代，格林教授的實驗室研發出一種轉化率創紀錄的太陽能電池，該紀錄一直保持至今。為了保持轉化率，這種電池不得不使用昂貴的光刻技術來制造足夠精細的電線條附著在晶體硅上，以收集太陽能電池產生的電流。隨著技術的創新，現在科學家能夠使用絲網印刷技術制造出精細的電線條。最新的研究表明，絲網印刷技術可以制造出寬度僅為30微米的電線，這與格林教授使用的電線寬度相似，但成本要低很多。

通過復合技術，人們有望使用更加便捷、廉價的方法在生產線上大規模制造高效率的太陽能電池，轉化率也能達到前人的標準。目前已有公司研發出了制造太陽能電池前段金屬觸點的技術，不過后端電子觸點的設計更加復雜困難，尚未有任何成果。

與此同時，美國國家可再生能源實驗室（NREL）的研究人員在一種新型玻璃上制造出一款柔性太陽能電池。這種玻璃由美國康寧公司制造，具有超薄和高度彎曲的特性。而該款柔性的薄膜碲化鎘太陽能電池，是目前唯一一款可以在生產規模上與傳統硅太陽能電池相抗衡的產品。在生產過程中，柔性電池附著在一塊可彎曲的玻璃上，就像打印報紙一樣，可以持續不斷地采用卷對卷的方式批量制造，這樣就可以通過增加產量來減少成本。

中國太陽能電池板制造企業中電光伏（China Sunergy）的聯合創始人、首席技術官趙建華博士，曾是格林教授的學生和研究伙伴。不久前趙建華宣布，中電光伏正在建設一條用于生產前后兩面都能吸收太陽光的“雙面太陽能”電池的試驗性生產線。這種太陽能電池的設計理念是，在陽光照射充足的白天，成排而列的太陽能電池板之間的太陽光會反射到電池板背面，如果這些光被吸收利用，那么就可以增加能量的產出。

這項技術特別適用于沙漠地區，在那里，太陽光的反射能力極強。數據顯示，這項研究尤其適用于沙漠地帶，因為此處太陽光的反光能力非常強。單面太陽能電池板可產生340瓦的電力，而雙面電池板產生的電力可高達400瓦。趙建華預計，這些電池板每年可多產出10%—20%的能量。

不難想象，這些雙面太陽能電池板會像籬笆一樣垂直安裝。太陽能電池板可以一面在上午吸收太陽光，另一面在下午吸收太陽光，使其成為在有限空間內也可以使用太陽能發電的裝置。例如，將它們作為高速公路的隔音屏障。這樣的布置在有沙塵天氣的地區將更有優勢。中東地區的很多國家似乎是使用這種太陽能電池板的理想之地。因為，這些地區除了光照強烈的優勢外，平凡的沙塵暴會影響太陽能板的功率輸出。垂直安裝的電池板不會積存過多的沙塵，反而有可能讓整個太陽能發電系統更加經濟可行。

從長遠來看，格林教授還是更加青睞那些基于晶體硅的技術。他希望可以通過讓硅同某種或某幾種其他的半導體結合，從而極大提高硅太陽能電池板的效率，進一步削減制造成本。作為添加物的各種半導體物質都應具有選擇性吸收太陽光譜中部分光的特性，并將其轉化為電能，來彌補硅無法有效吸收全光譜光源的不足。

實驗表明，增加一種半導體可以將太陽能電池板的光電轉化率從目前的25%提高到40%，再增加另一種半導體就可以使轉化率提高到50%。在輸出總量不變的情況下，就可以減少安裝至少一半的太陽能電池板。目前，這種半導體物質相結合的方法面臨的主要挑戰是晶體硅中硅原子的排列結構。

（來源：MIT《技術評論》，內容有刪減）