被吹上天的「發電玻璃」：碲化鎘太陽能電池的真相與未來

一則「影響能源格局的發電玻璃，讓美國印度急紅了眼，卻在中國成功問世」的消息近日在網路上傳播。 「發電玻璃」到底是一項什麼樣的「黑科技」？它的成功問世又會對全球能源領域產生多大的影響呢？

原來這種「發電玻璃」又叫碲化鎘太陽能電池, 碲化鎘太陽能電池（Cadmium Telluride Solar Cell，CdTe）是一種薄膜太陽能電池技術，其核心是將一層碲化鎘薄膜沉積在兩塊超白高透的玻璃之間，形成「三明治」結構。當太陽光照射到薄膜層時，薄膜層中的電子運動，從而產生電能。這種技術使得普通的玻璃變成了可以發電的半導體。

碲化鎘太陽能電池的主要優點

1. 高效能：碲化鎘太陽能電池在弱光條件下（如清晨、陰雨天氣）仍能保持穩定的發電性能。實驗室中的光電轉換效率可達22.3%，而生產線上的大尺寸發電玻璃光電轉換效率也能達到14%。

2. 適應性強：碲化鎘薄膜太陽能電池在高溫高濕環境中表現優異，比傳統矽基太陽能電池多出約8%的發電量，適用於多種氣候條件。

3. 結構安全：這種發電玻璃具有天然防火、易於維護的特點，並且在建築應用中不需要額外的支撐結構，節省了施工成本。

碲化鎘太陽能電池的缺點

1. 毒性問題：碲化鎘的原材料之一[鎘]具有劇毒，雖然碲化鎘玻璃本身不會釋放鎘，但在生產和回收過程中需要妥善處理，以避免環境污染。

2. 原料稀缺：碲在全球範圍內的儲量稀少，這使得碲化鎘太陽能電池的生產成本較高，經濟效益受到限制。

為何近期報導的神奇「發電玻璃」是過度吹噓及炒作？

近期有關「發電玻璃」的報導引起了廣泛關注，甚至被稱為「影響能源格局的黑科技」。然而，這些報導存在過度吹噓和炒作的現象，主要原因如下：

1. 技術並非新發明：碲化鎘太陽能電池技術早已在國際上實現量產，並非最近才有的突破性進展。報導中所謂的「神奇發電玻璃」其實只是利用了這種已有技術。

2. 光電轉換效率並未突破：報導中提到的光電轉換效率（17.8%）並未超越國際領先水平。全球碲化鎘太陽能領導廠商美國的First Solar公司早已達到22.1%的實驗室效率和18%的商業化組件平均效率。

3. 炒作舊聞：這些報導實際上是舊聞翻炒，早在2017年就有大量關於碲化鎘太陽能電池技術的宣傳。近期的炒作可能與光伏行業的火熱、多晶矽價格暴跌以及碳排放權交易市場的啟動有關。

為何第一太陽能（First Solar）近期併購瑞典鈣鈦礦專家Evolar

第一太陽能公司去年5月斥資3,800萬美元收購瑞典鈣鈦礦新創公司Evolar AB，以擴大高效能串聯光電技術的開發。，顯示了其對下一世代太陽能技術的重視。鈣鈦礦太陽能電池因其高效能和低成本潛力，被視為下一代太陽能技術的有力競爭者。這一併購舉動旨在整合鈣鈦礦技術，提升First Solar產品的競爭力和市場份額。通過引入鈣鈦礦技術，First Solar希望在未來的太陽能市場中保持領先地位，並進一步推動技術創新。

為何鈣鈦礦太陽能才是未來新世代太陽能的最佳技術？

1. 高效能：鈣鈦礦太陽能電池的光電轉換效率在實驗室中已超過25%，並且還在不斷提升中，遠超過目前主流的矽基和碲化鎘太陽能電池。

2. 低成本：鈣鈦礦材料豐富且製備工藝簡單，生產成本遠低於矽基和碲化鎘太陽能電池，具有更高的經濟效益。

3. 可調節性：鈣鈦礦材料的光學和電子性質可以通過化學組成和結構調節，這使得它們在不同應用場景中具有高度的靈活性和適應性。

4. 輕薄柔性：鈣鈦礦太陽能電池可以製作成輕薄柔性的形態，適合於多種創新應用，如可穿戴設備、建築一體化等。

結論

碲化鎘太陽能電池作為一種成熟的薄膜太陽能技術，具有高效能和適應性強的優點，但也面臨毒性和原料稀缺的挑戰。近期有關「發電玻璃」的報導存在過度吹噓的現象，實際上並未帶來革命性的技術突破。然而，鈣鈦礦太陽能電池以其高效能、低成本和多樣化應用潛力，可能成為未來新世代太陽能技術的最佳選擇。

參考資料

•  一塊發電玻璃，創國內光電轉換效率新紀錄

• 被吹上天的“發電玻璃” 市場前景到底多大？

• 有光就有電，這塊“會發電”的神奇玻璃“聊城智造”

• 第一太陽能（First Solar）收購瑞典鈣鈦礦專家Evolar

[第四屆台灣鈣鈦礦技術暨應用論壇報名資訊] 8/27登場，海內外專家聚焦量產及應用趨勢

活動資訊：第四屆台灣鈣鈦礦技術暨應用論壇

時間：2024年8月27日 上午9點至下午5點 (AM8:30開放入場)

地點：長庚大學國際會議廳

活動資訊: https://www.tpria.org/forum-2024

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