中國粉體網6月5日訊 在目前嚴峻的能源形勢和改善生態環境的推動下，太陽電池的產業化得到了高速增長。但太陽電池要與傳統能源競爭，首先要在以下兩個方面實現新的突破：一是降低現有太陽電池的生產成本，主要是降低原材料與能耗的成本；二是提高太陽電池的光電轉換效率，即提高電池的性能價格比。第一代太陽電池以晶體硅太陽電池為代表，包括多晶硅電池和單晶硅電池。這類電池工藝成熟，是目前太陽電池市場的主流產品。單晶硅太陽電池的實驗室轉換效率已經達到25%，多晶硅太陽電池的實驗室轉換效率已經達到20.4%，而單晶硅和多晶硅電池組件的效率分別達到了21.4%和18.2%。晶體硅太陽電池的轉換效率已接近理論極限，電池性能的進一步提升需引入創新的概念與技術。第二代太陽電池以薄膜電池為代表，主要包括硅基薄膜太陽電池、銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽電池、碲化鎘(CdTe)太陽電池。其中CIGS 薄膜太陽電池的實驗室光電轉換效率達到了20.3%，接近多晶硅太陽電池的最高轉換效率。這類電池具有低能耗和省材質的特點，在降低成本方面具有很大的潛力。無論是哪一代太陽電池，都存在一個能量轉化率的極限(31%)，存在轉化率極限的原因如下: （1）當高于帶隙能量的光子產生載流子后，載流子多余的能量以聲子發射的方式損失掉；（2）低于帶隙能量的光子不被吸收，這是形成能量轉化率極限的主要原因。
目前的電池結構無論是對太陽光譜的吸收還是能量的輸運都是有限的，因此提出高效光伏轉換的新構思、新模型，發展第三代高效光伏器件，成為太陽電池領域發展的新期待。第三代太陽電池被定義為具有“新概念、高效、綠色、環保”等特點，其中新概念是最為重要的。所謂的新概念包括光子學、光電子學，大規模集成電路制造學，介觀物理、介觀材料、低維材料、納米材料等一系列尖端科學的內涵。在這些新概念中，納米材料和納米技術被廣泛應用。
基于納米材料的新型太陽電池作為第三代太陽電池的杰出代表，無論是在器件性能上還是在制造成本上都展現出其獨特優勢。雖然與傳統的太陽電池相比，納米太陽電池理論上具有優異的性能，但目前大多還處在實驗室研發階段，還有待于技術的不斷進步。不同納米材料的太陽電池結構, 不僅包含了將納米技術融入傳統電池的設計與制造中以改善電池性能，更多的是在概念上進行創新與突破。可以預見，基于納米材料的新型太陽電池將在今后的光伏領域扮演越來越重要的角色, 更加需要長期規劃研究，使其最終成為具有商業價值的實用技術。
目前的電池結構無論是對太陽光譜的吸收還是能量的輸運都是有限的，因此提出高效光伏轉換的新構思、新模型，發展第三代高效光伏器件，成為太陽電池領域發展的新期待。第三代太陽電池被定義為具有“新概念、高效、綠色、環保”等特點，其中新概念是最為重要的。所謂的新概念包括光子學、光電子學，大規模集成電路制造學，介觀物理、介觀材料、低維材料、納米材料等一系列尖端科學的內涵。在這些新概念中，納米材料和納米技術被廣泛應用。
基于納米材料的新型太陽電池作為第三代太陽電池的杰出代表，無論是在器件性能上還是在制造成本上都展現出其獨特優勢。雖然與傳統的太陽電池相比，納米太陽電池理論上具有優異的性能，但目前大多還處在實驗室研發階段，還有待于技術的不斷進步。不同納米材料的太陽電池結構, 不僅包含了將納米技術融入傳統電池的設計與制造中以改善電池性能，更多的是在概念上進行創新與突破。可以預見，基于納米材料的新型太陽電池將在今后的光伏領域扮演越來越重要的角色, 更加需要長期規劃研究，使其最終成為具有商業價值的實用技術。
