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由歐洲八國11家合作夥伴組成的研究聯(lián)盟宣稱找到一種可達到25%轉(zhuǎn)換效率的矽晶替代方案， 透過其“超高效率CIGS薄膜太陽能電池”(Sharc25)計劃，只需要目前低廉且低效率方案一部份的成本，即能以25%的轉(zhuǎn)換效率產(chǎn)生媲美結(jié)晶矽的單結(jié)薄膜太陽能電池。

當今最常用的普通單結(jié)晶矽太陽能電池平均約有25%的轉(zhuǎn)換效率，更先進的設(shè)計據(jù)稱理論上還可達到33%的效率極限。然而，中國制造商以及其他低成本太陽能電池供應(yīng)商青睞的低價薄膜電池效率明顯更低得多。此外，日本的產(chǎn)業(yè)技術(shù)總合研究所(AIST)、太陽光發(fā)電協(xié)會(PVTEC)、夏普(Sharp)、松下(Panasonic)與三菱(Mitsubishi)在上個月發(fā)布共同開發(fā)出一款三結(jié)薄膜太陽能電池，可達到超過13%的轉(zhuǎn)換效率。

Sharc25計劃是由德國太陽能暨氫能研究機構(gòu)(ZSW)主導(dǎo)，并得到歐盟Horizon 2020計劃以及瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)實驗室(EMPA)的690萬美元贊助。

“我們的太陽能電池可用于像穿戴式電子等小型裝置中，”Empa薄膜與光電實驗室負責(zé)人兼Sharc25計劃協(xié)調(diào)員 Ayodhya Tiwari表示，“但我們的主要興趣在于為建筑物與太陽能電場等公共事業(yè)進行大規(guī)模發(fā)電。”

世界各地有許多太陽能電池研究人員均試圖提高薄膜CIGS太陽能電池的效率，過去幾年來也的確取得了大幅進展——其中有些可說是一大突破，不過，薄膜太陽能電池技術(shù)至今仍無法媲美矽晶。此外，EMPA認為它在技術(shù)與資金方面均尚未能達到目標。為什么?

Tiwari說：“由于過去兩年來所達到的突破成果，以及根據(jù)我們的效率剩余損失分析，我們看到未來更多進展的可能性。在科學(xué)領(lǐng)域，你遵循邏輯事實，并依據(jù)自已的經(jīng)驗與其他專家提供的知識，致力于發(fā)展具有良好信念的假設(shè)。創(chuàng)新與突破是可能的，而且我們盡全力也希望取得進步，以期達到成功的目標。”

這些歐盟的研究人員們可說是目標遠大，不過，他們相信擁有集體的力量，能夠共同克服工程障礙——即薄膜CIGS太陽能電池轉(zhuǎn)換效率無法媲美矽晶等級的挑戰(zhàn)。此外，他們已經(jīng)獲得充份的資金，但其動機并不在于獲利，因而能為其研究工作帶來更多成功的機會。

“我們的下一步是與合作夥伴們共同實現(xiàn)這個雄心壯志，在這項計劃中，所有的合作夥伴都積極熱情地貢獻他們的專業(yè)。以科學(xué)家的角度來看，我認為我們并非只著眼于最后的競賽，我們的目標在于不斷提升，同時隨著我們的進展來設(shè)定具有挑戰(zhàn)性的新目標。所以，我們努力是竭盡所能地讓可負擔(dān)的太陽能電源落實于全世界各地。我們必須著重于適于工業(yè)生產(chǎn)的過程，攜手將技術(shù)訣竅轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新的理念，”Tiwari表示。

除了EMPA與ZSW以外，該計劃的其他合作夥伴還包括在盧森堡、法國魯昂、義大利Parma和芬蘭Aalto的大學(xué);比利時校際微電子(IMEC);德國亥姆霍茲柏林(HZB)材料與能源研究中心;伊比利亞國際奈米技術(shù)實驗室(INL);瑞士Flisom與德國Manz CIGS Technology等司。

EMPA目前已經(jīng)為CIGS薄膜太陽能電池實現(xiàn)超過20%的效率了，ZSW更領(lǐng)先EMPA達到了21.7%的能源效率，其他的合作夥伴也陸續(xù)找到達到25%目標以前所需改善之處，包括提高吸收率，以及最佳化光源管理的高效率表面與介面。

該聯(lián)盟的終極目標是以單結(jié)薄膜電池超越亞洲的多結(jié)太陽能電池。據(jù)Tiwari表示，這種單結(jié)太陽能電池在歐洲制造太陽能模組的成本比在中國制造更低，例如針對穿戴式裝置、家電以及大量生產(chǎn)的網(wǎng)格裝置，在峰值時成本僅每瓦0.38美元。