中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：據(jù)IEA統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前全球每年電量需求約為20000 TWh（1TWh=1000GWh，1GWh=1000MWh，1MWh=1000KWh），而為滿足此需求，光電池需覆蓋近10萬(wàn) 平方公里的面積（同冰島陸地面積相當(dāng)）。因此，低價(jià)批量生產(chǎn)光電池對(duì)太陽(yáng)能市場(chǎng)至關(guān)重要。而通過(guò)打印來(lái)批量生產(chǎn)薄膜光伏電池就是一個(gè)很好的思路。
這一思路來(lái)自《自然》雜志11月下旬的一篇文章。雖然當(dāng)前薄膜光伏電池的效率、成本和穩(wěn)定性都有待提高，薄膜光伏電池的打印技術(shù)也遠(yuǎn)未成熟，但文章呼吁科研人員和公司攜手找到克服這些弊端的方法，并提倡政府補(bǔ)貼，幫助薄膜光伏電池在太陽(yáng)能市場(chǎng)中站穩(wěn)腳跟。
薄膜光伏電池厚度在幾納米到十幾微米之間。
傳統(tǒng)的光伏電池由晶體硅制作，厚度可達(dá)200微米，非常厚重而且造價(jià)高昂。薄膜光伏電池厚度在幾納米到十幾微米之間。它最早的廣泛運(yùn)用出現(xiàn)在70年代。小塊的非晶體硅光伏電池被運(yùn)用在我們今天依然熟悉的太陽(yáng)能計(jì)算器。最近，薄膜光伏電池面積更大，并被投入更大規(guī)模的使用。當(dāng)前市面上的薄膜光伏電池有4種：碲化鎘電池（CdTe），銅銦鎵硒化物電池（CIGS），砷化鎵電池（GaAs）和非晶體硅電池。尚在研發(fā)的鈣鈦礦光伏電池是當(dāng)前效率最高的（堪比傳統(tǒng)晶體硅光伏電池），但是因?yàn)樗诟邼穸群蜏囟认碌牟环€(wěn)定性，鈣鈦礦光伏電池還未能進(jìn)入市場(chǎng)。總體而言，薄膜光伏電池比傳統(tǒng)晶體硅電池相比要更靈活，輕盈，透明并且摩擦力小。
制造薄膜光伏電池僅需極少的材料，大大降低成本和二氧化碳排量。和傳統(tǒng)光伏電池相比，薄膜電池能在較差天氣里甚至室內(nèi)更好地發(fā)電。薄膜可做成半透明的粘附層貼到樓房的墻壁和窗戶上，也可貼在手機(jī)和手表里。
然而，目前全球90%的光伏電池都為傳統(tǒng)晶體硅光伏電池，而大部分的科研和投資也都在這一領(lǐng)域。這主要因?yàn)楸∧す夥姵卦诩夹g(shù)上還有極大難題需要克服:有些在制作中使用了重金屬等有害物質(zhì)，另一些則光電轉(zhuǎn)化率低且退化迅速。
薄膜光伏電池的打印技術(shù)
2008年Konarka利用噴墨式打印機(jī)制作了第一個(gè)太陽(yáng)能光伏電池。而在2011年，俄勒岡州立大學(xué)利用噴墨打印機(jī)制作了第一個(gè)薄膜銅銦鎵硒化物電池（CIGS）。在此之前，2009年二月份，莫納什大學(xué)與澳大利亞的安保印鈔國(guó)際合作，利用印刷鈔票所使用的高分子打印技術(shù)，成功制作了一批薄膜光伏電池。由此，我們開(kāi)始談?wù)摰统杀镜嘏可a(chǎn)薄膜光伏電池的可能性。
但是，打印技術(shù)依然有著很大的發(fā)展空間。要在納米級(jí)精確地打印幾十米無(wú)縫隙的光伏電池并不簡(jiǎn)單。大部分打印機(jī)尚不具備這樣的精準(zhǔn)度。美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室的Santanu Bag博士解釋道，制作薄膜光伏電池關(guān)鍵要避免表面出現(xiàn)漏洞，因?yàn)樗鼤?huì)阻止電流的流通，由此大大降低光伏電池的效率。現(xiàn)在投入研發(fā)的光伏電池打印技術(shù)繁多，但也各有各的弊病。例如，涂布印刷中的重復(fù)圖案間隙很難控制，而凹版印刷會(huì)損壞底層結(jié)構(gòu)，這樣打印出來(lái)的薄膜太陽(yáng)能光伏電池效率只有正常情況下的一半不到。
無(wú)論是薄膜光伏電池，還是薄膜光伏電池的打印技術(shù)都有很長(zhǎng)一條路要走?！蹲匀弧氛J(rèn)為，這一新科技在市場(chǎng)中站穩(wěn)腳必須循序漸進(jìn)，而政府的補(bǔ)貼也是至關(guān)重要的，像中國(guó)政府就在提高晶體硅太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力方面扮演了重要角色。
(原標(biāo)題：《自然》：全球需要冰島那么大的光伏面積？何不批量打印)
