马丁格林教授眼中的“第3代太阳能电池”有力候补是什么？

　　澳大利亚新南威尔士大学（UNSW）教授马丁·格林（Martin Green）在2010年5月7日在上海举行的太阳能发电系统展会及学会“第四届（2010）国际太阳能光伏大会暨（上海）展览会（SNEC 4th（2010）International Photovoltaic Power Generation Conference ＆ Exhibition）”上发表了演讲。格林曾于上世纪80年代开发出了转换效率超过20％的结晶硅型太阳能电池。目前，该电池的转换效率已达到25％。

　　格林教授此次演讲的题目是，“第3代太阳能电池”的候补技术是什么？格林表示，结晶硅型属于第1代太阳能电池，非晶硅型等薄膜太阳能电池属于第2代太阳能电池。

　　格林认为，第3代太阳能电池应具备的条件是，兼顾高效率和低制造成本，额定功率的制造成本为0.2～0.5美元/W。目前制造成本最低的太阳能技术为0.8美元/W左右，因此要达到这一条件，必须取得较大的技术突破。

　　作为第3代太阳能电池的最有力候选，格林列举了串联构造的非硅类薄膜太阳能电池。具体而言，这种太阳能电池采用镉（Cd）和碲（Te）构成的CdTe型太阳能电池，与铜（Cu）、铟（In）、镓（Ga）及硒（Se）等构成的CIGS型太阳能电池粘贴在一起的构造。

　　不过，格林表示，“这种太阳能电池还不算理想”。这是因为，镉及多余的硒对人体有很强的毒性，而铟、镓及碲属于稀有金属，不能保证以低价格稳定供应。

　　作为这一问题的解决方案，格林列举了以毒性低且资源丰富的元素代替CIGS型及CdTe型太阳能电池元素的方法。“镉可用铜及铟来代替，还可进一步用铜、锌（Zn）及锡（Sn）代替。碲可用硒及硫（S)代替”（格林）。

　　采用这种方法制造的由铜、锌、锡及硫构成的太阳能电池称为CZTS型（或“锌黄锡矿构造的太阳能电池”）。“最近，美国IBM的CZTS型太阳能电池的转换效率达到了9.6％。其发展前景受到很多研究人员的关注”（格林）。（记者：野泽 哲生）

 
马丁·格林在演讲。

横轴表示单位面积的成本（$/m2），纵轴表示转换效率（～W/m2）。斜线表示每W的成本（的倒数）。红色部分为格林介绍的“第3代太阳能电池”。额定功率的制造成本需要降至0.5美元/W以下。绿色部分所指的第1代太阳能电池为结晶硅型。黄色部分所指的第2代为非晶硅型等薄膜太阳能电池。 
 
格林认为目前最有希望的第3代太阳能电池的构造。但同样存在问题。
 
可取代元素的图表与CZTS型太阳能电池的最新成果。