新兴材料
基于薄膜技术的表面等离子材料,一般用玻璃、塑料或者钢材来做衬底,这样可以降低成本。目前的一种方法是通过在薄膜太阳能面板上放置金属纳米粒子,光入射后,金属纳米粒子实现等离子共振然后对光进行散射,这样增加光吸收而无需增加更多的薄膜电池层,从而实现效率的提高,其效率可预计能达到40%~60%。
另外一种新型材料是由碳原子构成的单层片状结构的石墨烯。这是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜。这种材料的太阳能电池,目前最新研究得到的效率为8.6%。
基于纳米科技的量子点、量子阱和超晶格材料也有不少机构在研究。此类型材料的优势一般是可更好地匹配太阳能光谱,但其研究还比较少,目前的效率不高,离稳定性和量产化还有一段距离。研究指出,相对于常规的块状太阳能电池,多量子阱、超晶格以及量子点用于光伏设备可大大提高理论上的最大效率,可实现光伏转换效率达40%甚至更高。
结语
随着光伏发电材料的不断深入研究和试验,可以预测在未来的5~10年,将会有越来越多新型和改进型材料的出现,逐步解决材料的吸收问题,效率问题,稳定性问题,工艺规模化生产的成本问题。从规模化生产和应用的角度看,硅技术、薄膜技术和聚合物电池仍为主导,量子点和纳米技术将给传统技术带来新的生命。