歐盟決心進(jìn)行一項(xiàng)被稱(chēng)為歐洲綠色協(xié)議的重大改革，其目標(biāo)是在2050年使歐洲成為第一個(gè)氣候中立的大陸。最大的變化將發(fā)生在能源生產(chǎn)部門(mén)，該部門(mén)正處于向包括太陽(yáng)能在內(nèi)的可再生能源完全過(guò)渡的邊緣。為了將太陽(yáng)能電池的功率輸出提高到太瓦級(jí)，需要與目前在太陽(yáng)能電池市場(chǎng)占據(jù)主導(dǎo)地位的第一代硅基太陽(yáng)能電池一起，開(kāi)發(fā)出生態(tài)足跡更小、效率更高、應(yīng)用范圍更廣的技術(shù)。

TalTech的光伏材料和光電材料物理研究小組在《太陽(yáng)能》雜志上發(fā)表了一篇題為“s/Se比值對(duì)用于光伏應(yīng)用的Cu2CEdge（SxSe1-x）4微晶粉末性能的影響”的文章，重點(diǎn)介紹了新一代單結(jié)層太陽(yáng)能電池的開(kāi)發(fā)。

這篇文章的作者之一，塔爾泰克光伏材料實(shí)驗(yàn)室的負(fù)責(zé)人，高級(jí)研究員馬里特考庫(kù)西克說(shuō)，“與廣泛使用的硅基太陽(yáng)能電池板不同，下一代太陽(yáng)能電池是由非常薄的材料層制成的。為了制造這種太陽(yáng)能電池，必須使用具有非常好的光吸收特性的半導(dǎo)體。眾所周知，硅中的光吸收相當(dāng)差，因此需要相對(duì)厚的吸收層，這使得太陽(yáng)能電池又重又硬。本研究旨在分析Cu2CdGe（SxSe1-x）4半導(dǎo)體在太陽(yáng)能生產(chǎn)中的潛在應(yīng)用。在這項(xiàng)研究中，我們著重研究硫/硒（S/Se）比值對(duì)吸收材料光電性能的影響，以最大限度地提高光譜靈敏度范圍

太陽(yáng)能電池的工作原理是光伏效應(yīng)，即光可以直接產(chǎn)生能量。太陽(yáng)能電池吸收器應(yīng)該能夠盡可能有效地吸收光，特別是利用太陽(yáng)輻射的全光譜波長(zhǎng)。此外，吸收材料的吸收系數(shù)必須盡可能高，這意味著已經(jīng)有一層非常薄的吸收體應(yīng)該吸收所有入射光。這反過(guò)來(lái)意味著，與吸收系數(shù)較低的情況相比，制造吸收劑所需的材料更少。因此，雖然吸收系數(shù)較低的硅材料制成的吸收材料厚度為150-200μm，但基于Monoginan粉末的現(xiàn)代吸收材料層可以薄5-10倍（即10-30μm厚）。它還能自動(dòng)減輕太陽(yáng)能電池的重量。

“太陽(yáng)能銷(xiāo)售重量的降低也意味著材料消耗的減少，在我們這個(gè)環(huán)保意識(shí)增強(qiáng)和綠色革命的時(shí)代，這一點(diǎn)當(dāng)然不是次要的。不斷尋找新的替代品來(lái)替代已有的硅基太陽(yáng)能電池已經(jīng)使用了幾十年，這一點(diǎn)很重要，”MaritKaukKuusik說(shuō)。趨勢(shì)是環(huán)境友好和全面可持續(xù)發(fā)展。此外，新材料和新的解決方案也減少了很多。關(guān)鍵詞仍然是高性能、輕量化、靈活性和耐用性。

雖然傳統(tǒng)上昂貴的真空蒸發(fā)或?yàn)R射技術(shù)已被廣泛用于生產(chǎn)太陽(yáng)能電池，但TalTech材料研究人員采用的獨(dú)特的Monoginan粉末技術(shù)不需要任何高真空設(shè)備。在石英安瓿中采用熔鹽法在特殊的室式爐中合成微晶粉末。通過(guò)特殊的篩分系統(tǒng)將獲得的物質(zhì)洗滌并篩分成窄粒級(jí)，合成的高質(zhì)量微晶粉末Monoginan粉末用于生產(chǎn)太陽(yáng)能電池。

MaritKaukKuusik說(shuō)：“我們的粉末技術(shù)生產(chǎn)的Monoginan粉末由微晶組成，在一個(gè)大模塊中形成微型太陽(yáng)能電池。與硅基太陽(yáng)能電池板相比，這提供了主要優(yōu)勢(shì)：這種材料重量輕、柔韌、半透明，同時(shí)對(duì)環(huán)境友好，價(jià)格也大大降低。”

在綠色革命和可持續(xù)消費(fèi)的背景下，環(huán)境友好的能源生產(chǎn)變得至關(guān)重要。在這里，太陽(yáng)能扮演著越來(lái)越重要角色的可再生能源是一個(gè)重要的關(guān)鍵詞。

“我們研究開(kāi)發(fā)的太陽(yáng)能電池的功率轉(zhuǎn)換效率為6.4%，這是世界上公布的Cu2CEdge（SxSe1-x）4太陽(yáng)能電池的最高性能，略高于幾十年前開(kāi)發(fā)的世界上第一個(gè)硅基電池。因此，這是一個(gè)很有希望的結(jié)果。她還深信，與這項(xiàng)發(fā)明不同的是，實(shí)現(xiàn)更高的功率轉(zhuǎn)換效率將不再需要30至40年的時(shí)間，就像硅的情況一樣，但科學(xué)成果將在更短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)。