第三代光伏电池和3D太阳能电池板期待革命性突破

TüV南德意志集团（TüV SüD）光伏部门全球主管Robert Puto指出，可再生能源领域中，太阳能因其巨大的发展潜力脱颖而出，但目前发展该产业最大的障碍是在实现经济可行性的同时如何保证产品质量，太阳能电池板的长期可靠性是其能否被市场接受的关键。


    “我们将不断地跟踪技术和标准的发展，及时推出新的测试和服务，为光伏产业做出第三方认证机构应有的贡献。”Robert Puto表示，“作为该部门的全球主管，我很荣幸能监督、协助并敦促这些项目的实施。比如，我和我的团队不仅与制造商合作对太阳能板进行测试和认证，同时帮助承包商、安装公司以及进口商审查供货商和原始设备制造商工厂，包括对准备运到安装现场的货物进行装运前检验等。此外，我们从研发阶段就通过测试和认证的方式对光伏产业提供支持，包括扩展测试项目，提供比现有标准更高的可信程度，并加强了新产品的银行可贴现性。”

    值得注意的是，Robert Puto介绍了两个正在发展中的革命性概念，他认为这两个概念能极大发挥太阳能电池板的潜力。这两个概念分别为：第三代光伏电池和3D太阳能电池板。

    关于第三代光伏电池，其包含各种在分子级别上具半导电特性的材料，而且优势也比较明显。第一，其电池效率可能是第一代晶体硅和第二代薄膜光伏的2-3倍；第二，第三代光伏电池使用价格较低的高通量印刷和涂层技术，该技术在制造期间耗能较少且设备投资较低，因此会比前几代的成本低不少；第三，第三代光伏电池具有灵活性，其较高的吸光性可以使其厚度只有几微米，且具有高透明度，可以安装在窗户上。

    “3D太阳能电池板的优势是形状而不是性能。”Robert Puto称。据他介绍，与2D板不同的是，根据原型机测试，3D太阳能电池板可以捕获到几乎所有照射在太阳能板上的阳光。

    第一个3D太阳能电池板是由佐治亚技术研究院于2007年设计而成。眼下，众多的大学和公司都在研究新的设计，今年3月，麻省理工学院工程教授杰弗里·格罗斯曼及其团队设计了一款新型3D太阳能板。这种垂向手风琴式的塔状结构比传统平面排列电池的发电量每平方英尺要高出20倍，并且在阴天和晴天的发电量几乎一样。这一形状是通过一个定制的软件分析工具优选出来的。该软件测试了无数太阳能板结构，从而确定哪种结构能够生产最多的电能，然后再对性能最高的结构的易制性、运输及成本进行评估。

    不过，Robert Puto认为，3D板要想取得成功仍然需要克服商业可行性上的各种障碍。与普通的2D结构相比，塔状结构覆盖相同的面积就需要更多的太阳能板，这样一来就会增加制造的成本。不过，有人认为，3D形状可以降低对太阳能跟踪系统的需求，从而抵消增加的成本，但这一想法是否现实需要进行严格的可行性和可靠性测试才能得出。

    Robert Puto 表示：“太阳能电池板预设的生命周期是25年以上，因此在实验室和所有生产阶段对其进行测试是确保其能够达到预设生命周期的关键。通过在研发过程中和安装前进行较强的可靠性测试，可以将其在实际操作中的失败率降至最小，而在实际操作中的失败会导致无法挽回的损失或降低能源生产的效率。”