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日本科學(xué)家開發(fā)了一種CIGS光伏電池新的制造工藝，完全消除了鎘的使用。研究人員通過在柔性鋼基板上沉積薄膜，實現(xiàn)了16.7%的效率，據(jù)稱這是此類電池可量產(chǎn)化工藝的最高紀錄。

目前光伏市場上薄膜太陽能電池主要分為硅基薄膜太陽能電池、碲化鎘 (CdTe) 薄膜太陽能電池、銅銦鎵硒 (CIGS) 薄膜太陽能電池三大類。薄膜光伏電池具有價格低、弱光性好、柔性便攜等優(yōu)點，然而在光伏領(lǐng)域一直以來都是晶硅電池占據(jù)主流，同時晶硅產(chǎn)品成本不斷下滑大情況下，薄膜產(chǎn)品很難形成競爭力，成本高昂、容易造成環(huán)境污染是薄膜光伏電池組件一直無法解決的問題。

市場上商業(yè)化的薄膜光伏組件由像銦、鎵這樣的稀土元素，或者鎘這樣的高毒性金屬組成，CIGS與CdTe等薄膜電池都各自存在成本高昂和使用場景有限等方面的問題。

該研究能夠通過氧化CIGS薄膜的表面來取代含鎘的緩沖層，形成“天然”緩沖層。在以前的一些研究中，氧化可能需要長達幾個月的時間。該方法將其簡化為130°C的六小時空氣退火工藝，并且有可能應(yīng)用到商業(yè)化生產(chǎn)中。

雖然過去曾報道過無鎘CIGS電池更高的效率，但該小組表示，它所開發(fā)的是第一個具有大規(guī)模應(yīng)用潛力的電池，并且全干法處理可以顯著減少污染物并節(jié)省成本。

CIGS薄膜太陽能電池的性能穩(wěn)定、抗輻射能力強、光電轉(zhuǎn)換效率高, 其光電轉(zhuǎn)換效率足以媲美單晶硅太陽能電池。無論是在地表大面積發(fā)電, 還是在空間微小衛(wèi)星動力電源上的應(yīng)用, CIGS薄膜太陽能電池均具有廣闊的市場前景。

綜合來看, 目前全球研發(fā)CIGS太陽能電池的研究人員眾多, 很多基礎(chǔ)科學(xué)和技術(shù)問題得到解決。但是CIGS薄膜太陽能電池的商業(yè)化仍然存在一定的財務(wù)風(fēng)險。與已經(jīng)投入大規(guī)模生產(chǎn)的傳統(tǒng)晶體硅太陽能電池相比, CIGS薄膜太陽能電池仍然需要較長的時間來擴大生產(chǎn)規(guī)模, 降低生產(chǎn)成本。 

原標題：16.7%，日本開發(fā)出首個可商業(yè)化的無鎘CIGS電池