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普及太阳能将引发划时代工业革命 |
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作为取之不尽、用之不竭的清洁能源，太阳能在不远的将来会代替污染严重且储量有限的化石能源。但目前由于太阳能发电成本高，大面积推广尚不具备条件。出路在于通过技术创新降低太阳能光伏成本。
目前，煤的发电成本每千瓦时为0.03美元至0.05美元，核能发电成本每千瓦时为0.08美元左右，风能发电成本每千瓦时为0.10美元左右，而太阳能发电成本每千瓦时高达0.32美元以上。成本是太阳能发电的短板，要使太阳能具有竞争优势，关键是将光伏电价降低至现行石化能源（煤、油、天然气）发电的价格水平。
降低成本要依靠技术创新来实现。太阳能光伏发电，从材料、设备、电池（包括晶体硅电池、薄膜电池等）、电池组件（包括常规组件、光伏建筑一体化组件等）、兆瓦级光伏电站等，其技术还远没有成熟。从组件设备到电池效率及电池安装，贯穿光伏发电全过程，每一步都有技术改进的空间，也都有成本下降的余地。除了在电池生产技术方面需要进行技术创新外，材料和设备企业需要技术改进的地方也很多。为了让人们普遍用得起太阳能，全世界科学家一直致力于开发高效率、低成本、易于制造的太阳能电池。
亟待降低晶硅成本。常用的多晶硅原材料生产成本的控制是降低太阳能电池成本的关键，因为多晶硅的成本约占整个太阳能发电系统成本的70%。如果多晶硅的成本下降到太阳能电池总成本的20%，那么光伏发电的成本则降低到每千瓦时0.16美元。一旦光伏发电的成本可以与石化能源竞争，那么太阳能市场就会大规模启动。与降低成本息息相关的是技术创新，只有不断加大研发力度，不断提高太阳能电池光电转化率、硅材料的利用率和优质品率，才能有效地降低太阳能发电成本。
着力提高电池效率。目前，单晶硅太阳能电池转换效率为20%，多晶硅为18%，硅太阳能电池的理论效率为31%。由于太阳能撞击电池的能量只是小部分转化为电能，大部分以“热电子”形式作为热能散失。研究发现，用半导体纳米晶可以捕获那些热电子，这样可以将太阳能光伏的转化效率增至66%，武汉仁济中西医结合医院http://www.whrjkf.com/甚至更高。如果能大幅度提高太阳能转化为电能的效率，那么太阳能发电成本将比人们想象的要低得多。同时，为避免光照受云雾和黑夜的影响，可以采用空间太阳能发电，即在太空利用光伏获得电能，通过微波或激光等多种方式传到地面。这样的技术成熟之后，太阳能取代化石能源就顺理成章了。
被誉为“后起之秀”的薄膜太阳能电池，以其价格优势不断挑战晶硅电池的地位。瑞士材料科技联邦实验室开发出一种新的薄膜太阳能电池，以CIGS（铜铟镓硒）为光电转换材料，用柔软灵活的高分子聚合物作衬底，其光电转化率达到20.4%，已经相当于多晶硅太阳能电池的效率，CIGS太阳能电池可以实现每千瓦时0.05美元，意味着太阳能发电成本与化石燃料发电成本不相上下，明显低于海上风能发电成本，CIGS在太阳能电池中极具成本效益优势。 |
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