太阳能发电装置正快速布点全球。

 

光伏发电在全球如火如荼地发展，研究者们对太阳能光伏技术进行了分析。

自2000年以来光伏发电技术每年平均增速达到43%，麻省理工学院的报告称。

研究者称光伏发电技术是“为数不多的几种可再生、低碳发电技术，其功能扩展性和技术成熟度都可以满足全球日益增长的电力需求。”

研究团队提出了一种提高太阳能电池性能并对其进行竞争力分析的系统。报告将太阳能技术归为3类：单晶硅片太阳能电池，包括晶体硅；商业化薄膜太阳能电池，如碲化镉；新型薄膜太阳能技术，如钙钛矿和量子点。

“我们将研究报告以常规框架的形式呈现，” Joel Jean说，他是麻省理工学院电子工程和计算机科学系博士研究生。“我们正寻找一种可以评估当前光伏技术使用领域的方法，对其潜在应用领域进行评估。研究过程中，我们基于其材料复杂性，对所有相关技术进行评估。”

其中需要分析的材料，最简单的莫过于传统的硅片。该材料使用效率高，不存在原料短缺限制，但也有重大缺陷。传统硅片吸光效率不是太高，重量和密度都很大。钙钛矿、有机质以及胶状量子点尽管材料属性复杂，但是容易加工。

硅片加工工艺难度大，成本高，不过复杂纳米材料能够很容易地安装于柔性衬底上，并且可见光可以很容易透过。这将使太阳能技术应用进一步得到扩展，比如安装于窗户上。缺点是这一材料的转换效率和长期稳定性比较差。其它薄膜太阳能技术如碲化镉和铜铟镓硒由于需要用到稀有材料，所以应用领域扩展难度也比较大。

“尽管这些新型太阳能技术优点很多，包括轻量、超薄、透明度高，不过要想全面打开市场需要很长时间，”研究者们在报告中这样写道。

在报告中，研究者们还给出了3个太阳能源研究和发展的未来方向：提高转换效率；减少原材料用量；降低成本和加工复杂性。

“我们对不同应用领域的关键指数进行了研究，”Jean说道。“我们不想错过这一技术的任何细节”。

新材料在线编译整理——翻译：刘磊