光伏|美国能源部表示碲化镉、超轻薄薄膜光伏、钙钛矿等新太阳能技术将有更灵活的应用领域

美国能源部国家可再生能源实验室（NREL）的科学家表示，刚性硅太阳能电池板在公用事业和住宅市场中占据主导地位，但薄膜光伏和新兴技术的出现机会仍然存在，因为它们具有轻质和灵活性。

新太阳能技术

碲化镉（CdTe）和超轻薄薄膜光伏（CIGS）等薄膜，以及钙钛矿和其他新技术，可以成为无人驾驶无人机、便携式充电器和建筑物外墙所需电力的理想选择。《Increasing Markets and Decreasing Package Weight for High Specific Power Photovoltaics》文章中提到要广泛采用这些技术所固有的机遇和挑战。

该论文作者，NREL研究员兼首席执行官Matthew Reese说，“我们探索功率重量比背后的极限，以及它如何为光伏发电领域的新兴企业创造价值，使其能够达到千兆瓦规模，而无需直接与硅太阳能电池板竞争。”

图 Matthew Reese及其团队在NREL制造的轻质CIGS光伏电池，采用柔性不锈钢制造

潜在应用市场

研究人员确定了三个高价值市场，每个市场都有可能在未来十年内以每瓦1美元以上的价格累积产生千兆瓦（GW）的电力：

1.航空航天和无人驾驶飞行器 - 动力卫星由极高的发射成本驱动，然而，人们越来越希望将无人机长时间保持在空中。对于这两种应用，有限的空间使效率和重量成为关键，而成本则是次要的。这个市场的关键产品是III-V PV，但是III-V PV虽然效率很高，但对于许多应用来说成本也太高了。

2.便携式充电 - 一个人轻松安装或移动便携式充电器，这推动了对高效灵活的光伏技术的需求。在这些要求和成本之间找到正确的平衡可以使服务数百万的用户，包括军队、救灾工作者和娱乐用户等。

3.地面交通 - 光伏发电在电动汽车中的整合将与来自电网的电力相竞争，但增加可能会延长行驶里程。 PV必须使用较小的面板并且足够柔韧以符合屋顶的轮廓。

研究意义

研究人员发现这些市场规模较小但很重要，能够支持初始的低规模生产。随着产量的增加，成本也将会降低。

NREL团队确定轻型PV装置的下限为每平方米300至500克。低于此将降低可靠性、耐用性和安全性。位于该范围下侧的轻型模块可以从重量仅为六包苏打的东西产生超过一千瓦的电力。即使没有安装设备的额外重量，传统模块也可能需要150-200磅才能产生这么大的功率。

资金来源

这项工作的资金部分来自美国海军研究办公室，部分来自NREL的实验室指导研究和发展计划。

NREL是美国能源部可再生能源和能源效率研究与开发的主要国家实验室。 NREL由可持续能源联盟有限责任公司为能源部运营。