有人預(yù)計(jì)，21世紀(jì)中期世界人口將超過90億人。要解決人口與資源環(huán)境之間的矛盾，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，關(guān)鍵是擺脫過度依賴礦物能源原料的經(jīng)濟(jì)模式，以及相關(guān)的政策設(shè)計(jì)和消費(fèi)觀念。
從上個(gè)世紀(jì)60年代開始，綠色創(chuàng)新發(fā)展技術(shù)歷經(jīng)對(duì)污染的控制和處理技術(shù)（末端技術(shù)）、合理有效的利用資源（無(wú)廢工藝）、盡力實(shí)現(xiàn)零排放（廢棄物最少化技術(shù)）、節(jié)能減排降耗（清潔生產(chǎn)技術(shù)）、預(yù)防從源頭消減（污染預(yù)防技術(shù)）等等，這一路走過來(lái)，治標(biāo)而沒有治本，只是延緩了不可持續(xù)的過程。
作為綠色創(chuàng)新發(fā)展的理想狀態(tài)，人們的生產(chǎn)生活應(yīng)該不消耗過去的積累，也不產(chǎn)生影響未來(lái)的排放。這就需要我們將目光投向太陽(yáng)能的開發(fā)利用。太陽(yáng)每年送給地球的能量相當(dāng)100億億kWh，每人約1.7億kWh。目前，全球人類每年能源消費(fèi)總和只相當(dāng)于太陽(yáng)在40分鐘內(nèi)照射到地球表面的能量，也就是說(shuō)只要能夠?qū)⒉坏饺f(wàn)分之一的太陽(yáng)能利用起來(lái)，就可以解決未來(lái)人類所有的能源需求。
這里重點(diǎn)闡述薄膜太陽(yáng)能電池未來(lái)發(fā)展問題。太陽(yáng)能電池發(fā)電具有許多優(yōu)點(diǎn)，如安全可靠，無(wú)噪聲，無(wú)污染，能量隨處可得，無(wú)需消耗燃料，無(wú)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件，故障率低，維護(hù)方便，可以方便地與建筑物相結(jié)合等。這些優(yōu)點(diǎn)都是常規(guī)發(fā)電所不及的。但由于太陽(yáng)能電池成本較高，目前在社會(huì)整體能源結(jié)構(gòu)中所占比例很小。
薄膜太陽(yáng)電池在降低成本方面比晶體硅（單晶或多晶）太陽(yáng)電池具有更大的優(yōu)勢(shì)，是尋求突破的方向：一是實(shí)現(xiàn)薄膜化后，可極大地節(jié)省昂貴的半導(dǎo)體材料，制造晶硅電池需要硅片厚度達(dá)到200μm，而制造薄膜電池其厚度只有幾μm；二是薄膜電池的材料制備和電池同時(shí)形成，因此節(jié)省了許多工序，通常生產(chǎn)晶硅電池需要4個(gè)車間，而生產(chǎn)薄膜電池1個(gè)車間就能完成；三是薄膜太陽(yáng)能電池采用低溫工藝技術(shù)，不僅有利于節(jié)能降耗，而且便于采用廉價(jià)襯底。隨著薄膜電池裝備實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，未來(lái)薄膜電池成本能夠做到2元/W，不到晶硅電池成本的三分之一。
關(guān)于薄膜太陽(yáng)能光電轉(zhuǎn)化率問題，晶硅電池與薄膜電池理論值均為30%，盡管目前薄膜太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)化率普遍只相當(dāng)于晶硅電池轉(zhuǎn)化率的一半，但一些公司的新產(chǎn)品光電轉(zhuǎn)化率已經(jīng)達(dá)到16%。日前，德國(guó)美因茨大學(xué)發(fā)表公報(bào)，其太陽(yáng)能薄膜電池實(shí)驗(yàn)室光電轉(zhuǎn)化率突破20%的紀(jì)錄。美國(guó)斯坦福大學(xué)也已研制出首個(gè)全碳薄膜太陽(yáng)能電池，這就突破了傳統(tǒng)薄膜太陽(yáng)能電池對(duì)導(dǎo)電金屬和銦錫氧化物的依賴，以及因大規(guī)模應(yīng)用導(dǎo)致的價(jià)格飆漲。地球碳儲(chǔ)量豐富，成本低廉，所以在不遠(yuǎn)的將來(lái)，薄膜太陽(yáng)能電池發(fā)電成本將與火電乃至水電相競(jìng)爭(zhēng)。
薄膜太陽(yáng)能占地面積大，在實(shí)際應(yīng)用中是不可克服的制約因素，但有兩個(gè)領(lǐng)域通過政策引導(dǎo)可以大規(guī)模應(yīng)用。一是薄膜光伏太陽(yáng)能大棚應(yīng)用，植物進(jìn)行光合作用主要利用波長(zhǎng)為610nm~720nm（波峰為660nm）紅橙光，薄膜太陽(yáng)能電池最大吸收波峰在400~600nm，在理論上薄膜太陽(yáng)能電池的最大吸收波峰與植物光合作用的吸收波峰并不沖突，而且薄膜太陽(yáng)能電池可以吸收會(huì)灼傷植物的紫外線。因此可以將薄膜太陽(yáng)能發(fā)電與設(shè)施農(nóng)業(yè)相結(jié)合，一個(gè)占地一畝的大棚，一年理論上發(fā)電會(huì)達(dá)到6萬(wàn)kWh。目前我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)面積超過300多萬(wàn)公頃，其中高檔玻璃溫室、塑料大棚的建筑面積達(dá)到200多萬(wàn)公頃。如果200萬(wàn)公頃設(shè)施農(nóng)業(yè)全部改造成光伏大棚，年發(fā)電量將達(dá)到18000億kWh，相當(dāng)于2012年全國(guó)用電量（49591億kWh）的36%。二是光伏建筑一體化發(fā)展。BIPV技術(shù)是將太陽(yáng)能發(fā)電產(chǎn)品集成到建筑上的技術(shù)，生態(tài)城市、綠色城市、低碳城市，無(wú)論哪個(gè)概念都離不開BIPV的大規(guī)模應(yīng)用。另外，在城市內(nèi)太陽(yáng)能發(fā)電是最靠近負(fù)荷中心的，這大大提升了光伏發(fā)電的實(shí)際使用效率，加之建筑一體化的特性，實(shí)際投資費(fèi)用大大低于在野外的光伏電站，在投資和能效比上具有巨大優(yōu)勢(shì)，是未來(lái)城市發(fā)展的必然選擇。<
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