澳大利亚新南威尔士大学的团队使用无毒且价格便宜的柔性太阳能电池实现了世界上最高的效率后，现在更加接近“零能耗”建筑 - 产生的耗电量。
到目前为止，“零能耗”建筑的承诺受到两个障碍的阻碍：薄膜太阳能电池(用于外墙，屋顶和窗户)的成本，以及它们由稀缺而高度制造的事实有毒，材料。
即将改变：UNSW团队由新南威尔士大学光伏与可再生能源工程学院的澳大利亚先进光伏中心的Xiaojing Hao博士领导，使用全尺寸薄膜太阳能电池获得了世界上最高的效率等级。竞争对手的薄膜技术，被称为CZTS。
美国国家可再生能源实验室NREL证实，本月1cm 2区域CZTS电池的效率达到7.6%。
与其薄膜竞争对手不同，CZTS电池由丰富的材料制成：铜，锌，锡和硫。
CZTS没有其两种薄膜竞争对手的毒性问题，称为CdTe(碲化镉)和CIGS(铜 - 铟 - 镓 - 硒化物)。即使是微量的镉和硒也是有毒的，而碲和铟是极其罕见的。
“这是CZTS实现超过20%效率的第一步，也标志着从实验室到商业产品的一段里程碑，”郝先生说，他是去年新南威尔士大学20位新星之一。“在效率和电池尺寸方面，仍然需要做很多工作才能赶上CdTe和CIGS，但我们正在顺利进行。”
“除了它的元素更普遍和环境友好之外，我们对这些更高带隙的CZTS电池感兴趣有两个原因，”郝博士的教师，绿色光伏研究的全球先驱，已有40年的历史。
“它们可以直接沉积在材料上，形成比人类头发薄50倍的薄层，因此不需要制造硅'晶圆'电池并将它们分开互连，”他补充道。“它们对硅的响应优于蓝光波长，并且可以在硅电池顶部堆叠成薄膜，从而最终提高整体性能。”
通过能够将CZTS太阳能电池存放在各种表面上，Hao的团队认为这使他们坚定地走上制造刚性或柔性薄膜光伏电池的道路，并且经久耐用且价格低廉，可广泛集成到建筑物中以发电从阳光照射到玻璃，外墙，屋顶瓦片和窗户等结构。
然而，由于CZTS比其他薄膜太阳能电池更便宜 - 并且更容易从实验室带到商业化，鉴于已有的商业化制造方法 - 应用可能更快。新南威尔士大学正在与许多大公司合作，这些公司热衷于在应用达到20%之前开发应用程序 - 可能，郝说，在未来几年内。
“我非常有信心我们可以克服技术挑战，进一步提高CZTS电池的效率，因为我们在过去30年中已经学到很多技巧来提升CdTe和CIGS乃至硅电池，但是已经适用于CZTS，“郝说。
目前，像CdTe这样的薄膜光伏电池主要用于大型太阳能发电场，因为镉的毒性使它们不适合住宅系统，而CIGS电池在日本的屋顶上更常用。
First Solar是一家专门从事大规模光伏系统的价值50亿美元的庞然大物，它完全依赖于CdTe; 而CIGS是中国汉能的首选技术，汉能是世界上最大的薄膜太阳能发电公司。
CdTe和CIGS等薄膜技术也具有吸引力，因为它们具有物理柔韧性，这增加了潜在应用的数量，例如曲面，屋顶膜或透明和半透明结构，如窗户和天窗。
但是它们的毒性使建筑业 - 考虑到石棉的历史 - 对使用它们持谨慎态度。这些元素的稀缺性也使它们没有吸引力，因为随着需求的增加，价格可能上涨。尽管如此，所谓的建筑集成光伏(BIPV)的全球市场价值已经达到16亿美元。
郝认为CZTS的廉价，良好的环境特征和丰富的元素可能是最终使建筑师和建筑商在建筑物中更广泛地使用薄膜太阳能电池板的触发器。
到目前为止，大多数建筑师都使用了由晶体硅制成的传统太阳能电池板。虽然这些甚至比CZTS电池便宜，但它们不能为弯曲表面和其他难以集成到建筑设计中所需的笨拙几何形状提供相同的灵活性。
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