新材料或将大幅减少太阳能电池成本
加州大学伯克利分校(University of California,Berkeley)化学系和美国劳伦斯伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory,LBNL)的研究人员发现了一些资源更丰富,价格低廉的非传统材料,有望大幅降低太阳能电池的制造成本。
研究人员表示,新材料拓展了太阳能电池的潜力,可使之成为全球重要的低碳能源。
目前广泛采用的太阳能电池材料是硅、铜铟硒化镓(copper indium gallium selenide)以及碲化镉(CdTe)制造的薄膜。但硅不仅价格昂贵,而且难以处理和大规模生产。目前,硅矿的开采速度已经难以满足日益增长的需求。
铜铟硒化镓和碲化镉薄膜的造价比硅低得多,且较易大规模生产,但是如果生产规模是以太瓦计算(1太瓦每小时等于10亿千瓦每小时),现有的资源很快会耗尽。
针对目前大规模太阳能发电的两大障碍:成本高昂和资源不足,研究人员测试了23种新半导体材料,其中12种拥有丰富的藏量,能够满足甚至超过全球需要。在这12种之中,有9种的原材料价格远远低于目前广泛使用的晶体硅。
研究小组发现:黄铁矿、硫化铜和氧化铜等材料尤其合适。其中黄铁矿最便宜,含量丰富且易于生产,最适合作为硅的替代材料。它能有效降低成本,且产能很高。
加州大学伯克利分校的丹尼尔·卡门(Daniel Kammen)教授说,目前世界上30%的人口没有充足可靠的电力来源。预计要满足全球能量需要,到2050年碳排放量的增长会带来难以逆转的后果。而太阳能发电是非常有前途的清洁能源,新材料的发现振奋人心。
这项研究刊登于2月13日的《环境科学与技术》杂志(Environmental Science & Technology)的网络版,并将发表在该杂志3月份的纸媒上。
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