阳光是免费的,那么光伏发电能变得廉价吗?

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点。


以下是如何用硅制造太阳能电池:取一块掺杂硅的固体块,将其锯成薄片,将所述半导体层叠在透明玻璃面板下方,将其连接到金属电极,金属电极可以将入射光子击出的电子导走,并将其转化为光伏器件。这个过程至少有两个缺陷:这种硅很昂贵,占太阳能光伏最终价格的一半以上,而且锯切会使多达一半的硅变成废料。*

因此,能源部高级研究计划局(ARPA-E)的首任局长阿伦·马祖姆达表示,太阳能安装到您的屋顶或大型发电厂时,成本高达每瓦4美元。“如果能将其降低到每瓦1.50美元,就能实现规模化,”他在上周的ARPA-E峰会上告诉ScientificAmerican.com,“或者广泛采用这种清洁、可再生的电力来源。”

一家名为1366 Technologies的公司可能已经找到了一种方法来实现这一目标,即直接从熔融硅中生长出近乎纯净的晶圆,而不是形成锭再进行锯切。


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该公司业务发展总监克雷格·伦德表示,这个想法可以将晶圆成本降低多达80%。该公司的名字来源于太阳常数——每平方米大气层接收到的太阳辐射瓦数。1366公司在马萨诸塞州列克星敦的熔炉中制造出“直接成型的全功能太阳能电池”。事实上,硅晶圆目前占硅高价的一半以上

这可能使硅光伏发电(目前将阳光转化为电能效率最高的)与薄膜太阳能电池一样便宜,薄膜太阳能电池的优势在于成本,但其产生电流的能力不如硅光伏发电。事实上,太阳能发电成本的快速下降意味着一些专家预计,到2015年,这种分布式发电的成本将与当今电网的电力成本相同甚至更低。

毕竟,SunPrint的联合创始人克里斯·里维斯特在ARPA-E峰会上指出:“每年到达地球的太阳能比所有仍在地下化石燃料中的能量总和还要多。” SunPrint的技术是用碲化镉印刷薄膜太阳能电池。“通过补贴玉米,我们使廉价食品成为国家优先事项。为什么不对硅这样做呢?稍微便宜点的玻璃今天可能不那么吸引人,但是当太阳能使用的玻璃比建筑业还多时,你可以肯定它会变得有吸引力。”

 * 澄清(2010年3月11日):这句话已更改,以澄清硅晶圆在光伏发电方面的费用。

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