我国薄膜太阳能电池亟待产业化

在日前于宁夏银川召开的中国材料大会上，与会**认为，钙钛矿、碲化镉薄膜太阳能电池转换效率不断提升，具有制备成本低、轻薄等优势，发展前景广阔。但稳定性差、大面积制备难等瓶颈阻碍了其大规模产业化。一些**和学者建议，应加大基础研究，瞄准柔性电池强化研发，打破国外技术垄断，推动薄膜太阳能电池实现产业化，促进我国光伏产业升级换代。

近年来，我国光伏产业发展迅速，太阳能作为一种可再生资源受到越来越多的关注。虽然硅太阳能电池占据了光伏组件约90%的市场份额，但钙钛矿、碲化镉薄膜太阳能电池发展迅速，且转换效率不断提升，相对硅太阳能电池成本又低，发展前景广阔。

与会**认为，在光电转化效率方面，与单晶硅25%、多晶硅20%的转化率相比，碲化镉、钙钛矿薄膜太阳能电池分别达到17%和21%，差距在逐步缩小。另外，薄膜太阳能电池在成本、厚度方面优势明显，钙钛矿薄膜太阳能电池的成本较晶硅材料低25%左右;碲化镉、钙钛矿薄膜太阳能电池厚度分别为3至5微米和0.6微米，而晶硅材料至少为100微米。

其中，钙钛矿太阳能电池被视为*有希望取代传统石化能源的新能源电池之一，因制备方法简单、材料易于获取、能耗低等优势，成为国内外太阳能电池研究的热门领域。陕西师范大学教授刘生忠说：“仅8年时间，钙钛矿薄膜太阳能电池的转化效率就从4%提高到21%，发展速度很快。”

四川大学教授武莉莉说，除了成本低，薄膜太阳能电池与晶硅材料太阳能电池相比*大的优势在于薄，除了一般的用途外，可做成可穿戴或者*********池。

在应用方面，碲化镉、钙钛矿薄膜太阳能电池也作出了探索。2016年，全国*个碲化镉薄膜太阳能电池产业化项目已落地浙江嘉兴，四川大学自建了一条中试线。而钙钛矿薄膜太阳能电池目前还处于实验阶段，中山大学副研究员郑世昭结合钙钛矿薄膜太阳能电池研发可*********池，已经取得突破，预计3到5年内投产。

虽然国内关于碲化镉、钙钛矿薄膜太阳能电池的研究成果不少，但大多停留在实验室和论文里，产业化应用还不够。**学者认为，目前我国在碲化镉、钙钛矿薄膜太阳能领域还存在诸多短板。

碲化镉薄膜太阳能电池经过半个多世纪的发展，技术相对成熟，目前90%的市场由美国薄膜电池制造商First Solar垄断，而钙钛矿太阳能电池还停留在实验室里，还需在基础研究方面不断寻求突破。

武莉莉说，我国碲化镉薄膜太阳能电池转化率与国外还有不小差距，这凸显了我国基础研究方面的短板，如果不重视基础研究，想要提高转化率会非常困难，提高产业竞争力更无从谈起。　　稳定性对于薄膜太阳能电池而言至关重要，这也是钙钛矿薄膜太阳能电池产业化的一大制约因素。“太阳能电池的使用寿命一般在20年左右，而钙钛矿薄膜太阳能电池的稳定性从几个小时提高到现在的5个多月，还远远不能满足现实需求。”中国工程物理研究院化工材料研究所博士郑霄家说。

此外，大面积制备也是当前薄膜太阳能电池发展的一大制约因素。从基础研究到量产、从实验室到中试线是一个复杂的过程，目前研发的钙钛矿太阳能电池面积多为一平方厘米及以下，研发大面积**率组件面临很多技术挑战，也是其走出实验室迈向规模化生产的主要障碍。郑世昭说，实验室里的产品虽然有突破但面积非常小，而大面积制备后如何**可靠性依旧是一个难题。

*********池　　与会**认为，钙钛矿、碲化镉薄膜太阳能电池具有良好的发展前景，应进一步加大在基础研究方面的投入，走差异化发展路子，把**放在柔性太阳能电池，并加强院企合作，加速试验成果走出实验室。

一是加大基础研究投入。武莉莉、刘生忠等人认为，我国钙钛矿、碲化镉薄膜太阳能电池研究已取得不小进步，但在各自领域仍存在瓶颈。在注重发展速度的同时，各个研发机构需重视基础研究，并在加大基础研究投入的同时注重人才队伍建设，为后续研发取得突破积蓄力量、储备人才。

二*********池持续发力。郑世昭认为，短时间内晶硅材料的市场主导地位难以撼动，钙钛矿、碲化镉薄膜太阳能电池应充分发挥自身轻薄的优势*********池加强研发。

三是加强院企合作，加速科研成果产业化。业内人士认为，大面积制备一直是薄膜太阳能电池产业化的一大瓶颈，由于研发投入大，仅靠科研院所难以实施。国家相关部门应鼓励企业参与进来、共同推进，加速科研成果从实验室走向生产车间，推出适应市场需求的产品。