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【其他】充分利用圆筒状CIGS类太阳能电池——大阪大学谈产学合作目标
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充分利用圆筒状CIGS类太阳能电池——大阪大学谈产学合作目标 2010/12/23 00:00 打印 E-mail  大阪大学类端科学与创新中心客座教授平木昭夫（左）和客座副教授平木博久（右）（点击放大） Solyndra是一家经营类似于荧光灯的圆筒状CIGS型太阳能电池的风险企业。日前，在日本一项充分利用该公司太阳能电池的研究项目正式启动。这就是在日本销售Solyndra公司太阳能电池的ECO HOLDINGS与大阪大学尖端科学与创新中心共同推进的“太阳能发电器件与系统技术相关研究”项目。本站记者就此次共同研究的目标，采访了在大阪大学推进该项目的尖端科学与创新中心客座教授平木昭夫和客座副教授平木博久。（采访人：大久保聡） ——请谈一下共同研究的目标。 大致有3点。包括圆筒型太阳能电池的性能评测、最佳系统的构筑，以及进一步提高效率。 Solyndra的太阳能电池不仅在美国，而且在欧洲、韩国及台湾等国家与地区的导入事例也不断增加，而日本则处于刚刚开始引进的状态（参阅本站报道1，参阅2）。 对ECO HOLDINGS而言，共同研究的好处在于能够获得与Solyndra公司的太阳能电池相关的多种性能数据，提供给打算导入的客户作为参考，由此来增加在日本的销量。该太阳能电池的性能数据来自于在欧美，而考虑到日本的天气、温度及设置场所等因素时，数据还有很多不足。 此外还必须考虑圆筒型所独有的测量方法。圆筒型不仅从正面，而且从侧面受光时转换效率也很少降低，并且还具有可将来自太阳能电池模块下面的光转换成电力的能力。通过将Solyndra公司的太阳能电池模块设置在光反射率高的表面上，与设置在几乎不反射光的表面上来比较时，发电量相差30％之多。目前业界标准太阳能电池的评测标准难以充分评测拥有上述特点的Solyndra公司太阳能电池模块的性能，需要研究能够向客户充分提供性能参考的评测方法。从学术观点而言，大阪大学对这一性能数据及评测方法也很感兴趣。 最佳系统的构筑是指实现符合CIGS类太阳能电池及圆筒型太阳能电池两者特点的功率调节器。实际上，在从事功率调节器开发的技术人员中，有不少人都对Solyndra公司的太阳能电池怀有兴趣。 效率的进一步提高是指不仅要改善CIGS类太阳能电池本身的效率，而且还要探索圆筒型太阳能电池的可能性。大阪大学尖端科学与创新中心教授高桥康夫注）和助理教授前田将克参与了相关研究，前者涉及的内容是太阳能器件的电极及基板布线技术的开发，后者涉及的是界面电气特性及运动的优化以及形成机制的分析。 注）广泛涉及生物相关材料、电子器件及生物技术等领域的国际学会“ECO-MATES 2011”将于2011年11月28～30日在大阪举行。大阪大学教授高桥康夫将担任会议主席。点击此处进入相关网站。 ——请再详细地谈一谈在效率提高上的目标。 CIGS类太阳能电池还处于发展状态。Solyndra公司现有产品的转换效率虽然公认只有百分之十几，但CIGS类太阳能电池拥有很高的潜力。CIGS类太阳能电池存在的问题大致有两个。一个与制造技术有关。尽管单元面积较小时的单元转换效率较高，但扩大至可供产品使用的面积时，该效率就会下降。其原因大概就在于制造技术的成熟度还不够高。 另一个是物性问题。CIGS类太阳能电池的带隙会因In和Ga的构成比例而改变。虽然Ga越是增加，带隙就越大，输出电压就越高，但增加Ga并不会使带隙持续变大。理论上，带隙在1.4eV附近时可获得最高的发电效率，但即使提高Ga的比例，使带隙达到1.4eV，发电效率仍会以1.2eV为峰值趋于下降。即使提高Ga的比例，带隙也会在达到1.2eV的峰值后趋于下降。其下降原因目前尚未详细查明。我们认为原因就隐藏于CIGS膜存在的某种界面状态中，因此打算查明这一原因，从而推动转换效率的提高。此外，我们还考虑凭借多层构造来提高效率。 另外，我们还将进一步调查圆筒型的优点。对来自侧面的光具有高转换效率，并且能够用反射光来发电，这些圆筒型所独有的特点应该能够应用于非CIGS类的太阳能电池，比如可应用于薄膜硅类太阳能电池。无论是CIGS类还是薄膜硅类，在玻璃基板上形成半导体层这一点是不变的。我们预定与岐阜大学未来型太阳能发电系统研究中心共同探索这一圆筒型太阳电池的可能性。 ——Solyndra公司的太阳电池采用的是什么构造呢？ 采用的是双重设置圆筒型玻璃管的构造。内侧玻璃管的表面上形成有CIGS膜，而外侧玻璃管由强化玻璃制成，具有充分强度。玻璃管之间填充了折射率高的油类。这样，照射到外侧玻璃管上的阳光就会在外侧玻璃管与油类的界面上发生锐角折射，从而使内侧玻璃管表面的CIGS膜尽量从正面受光。 Solyndra公司的产品以前只有输出功率为173W的“100 Series”（模块尺寸为长1820mm×宽1080mm），而现在又在此基础上追加了输出功率为200W的“200 Series”（模块尺寸为长2280mm×宽1090mm）。  由6个Solyndra公司的圆筒型CIGS类太阳能电池模块组合后的状态。1个模块使用40只圆筒型CIGS类太阳能电池。1个模块的输出功率为173W，6个模块为1038W，超过1kW。1个模块的重量为31.5kg，每m2约为16kg。（点击放大）  设置模块的支架。支架不固定在地板上使用，采用只靠太阳能电池模块本身的重量来防止移动的构造。由于无需固定在地板上，因此设置工程简单。（点击放大）  圆筒型太阳能电池间留有缝隙，因此降低了模块被风吹走的可能性。（点击放大） ■日文原文 円筒状CIGS系太陽電池を活用する大阪大の産学プロジェクト，その狙いとは |
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