美國研發新型太陽能電池板，或挑戰中國壟斷地位
www.chinese.net.au 2026年10月13日 星期二
美國太陽能板生產商表示，他們即將迎來一項技術突破，這項突破可能顛覆整個行業，甚至威脅到中國在該行業的壟斷地位。
這些制造商正在競相開發新型太陽能板，其發電量比目前市面上大多數同類產品高出25%。如果成功，這一進步將使世界能以更少的土地和屋頂面積來滿足迅速增長的電力需求。
這項新技術被稱為疊層太陽能，通過像層層蛋糕一樣添加第二層和第三層材料，使太陽能電池板能夠將更多的太陽輻射轉化為電能。
研究人員多年來一直致力于完善疊層太陽能電池板，但現在，包括Tandem PV、FirstSolar和韓華Qcells在內的幾家公司表示，在成功測試這些設備並獲得技術機構認證後，他們正準備很快將此類電池板投入商業銷售。
“這是下一個前沿領域，”美國太陽能制造商聯盟執行主任邁克·卡爾說。他承認中國企業也在研發疊層太陽能，但表示中國的技術“不比我們的更好，甚至可能落後于我們”。
但新的疊層太陽能板及其制造商將面臨許多挑戰。電力生產商將不願購買過于昂貴的新設備，除非制造商能讓他們相信，疊層太陽能電池的性能衰減速度不會比傳統太陽能電池更快。
美國政治可能是另一個障礙。國會共和黨人和特朗普政府一方面試圖增加化石燃料和核電站的使用，一方面讓新的太陽能發電場難以獲得聯邦許可。
此外還有中國，它通過供應太陽能板及其組件控制著約80%的太陽能板市場。
中國以遠低于美國、德國和日本公司的價格提供設備，重創了美國太陽能板制造業；此前，美國、德國和日本曾主導該行業直至2010年左右。
拜登和特朗普政府都試圖通過關稅、補貼和其他政策重振美國太陽能制造業。部分得益于此，近年來美國各地紛紛建起了新工廠。韓國企業韓華在2012年收購了德國太陽能制造商Qcells，已在佐治亞州的生產線上投入數十億美元，包括亞特蘭大以北的卡特斯維爾。
能源專家表示，若能在中國之前完善疊層電池技術，美國、德國及其他國家將有望重新奪回全球太陽能產業的巨大份額。
Qcells一直在其德國實驗室以及美國、澳大利亞、塞浦路斯和韓國的實地測試其疊層太陽能電池板，以證明它們已經準備就緒。除其他測試外，該公司一直用LED光照射太陽能電池板，以觀察其表現。它還向太陽能電池板發射冰丸——有些大約彈珠大小，另一些與高爾夫球一樣大或略大——以檢驗其應對極端天氣的能力。。
Qcells公司進行的一項測試中模擬了冰雹。
這些測試旨在讓能源公司、投資者和貸款方放心：無論安裝在酷熱的沙漠中，還是在常受暴雨侵襲的田野裡，這些新的太陽能電池板都能使用20至30年。
電力行業“在接受新技術方面相當保守”，Qcells疊層研發負責人法比安·費爾蒂希說。他常駐德國萊比錫。“我們一直專注于穩定性。我們必須讓銀行相信，這項新技術能夠兌現承諾。”
科學家早在幾十年前就開發出了早期疊層太陽能電池板，但要確保它們能夠承受從高溫、高濕到猛烈冰雹等各種惡劣條件，仍花費了相當長的時間。
“圍繞它們實際能用多久存在各種各樣的問題，”RMI（一家專注于可持續發展的研究機構，前身為落基山研究所）負責人切坦·克裡希納說。“是否存在我們尚不知道的衰減問題？”
克裡希納和其他專家表示，他們認為疊層太陽能電池板已非常接近投入實際應用。
但這項技術仍然昂貴。根據一些估計，這些太陽能電池板的價格可能是傳統設備的三到3.5倍，而傳統設備通常由單層硅制成。
根據太陽能產業協會的一份報告，為太陽能發電場購買和安裝傳統太陽能電池板的成本約為每瓦93美分到1.06美元。
大型公用事業和電力公司AES的首席執行官安德烈斯·格盧斯基表示，價格對疊層太陽能電池板的成功至關重要，因為中國制造商以極低價格銷售太陽能電池板。他說，中國“可能足以滿足全球兩倍的需求”。
現代太陽能板技術于1954年在AT&T的貝爾實驗室誕生。但直到20世紀80年代，隨著太陽能設備將陽光轉化為電能的效率提高，該技術才開始得到廣泛應用。技術的改進有助于降低成本，並使該技術成為最經濟的發電方式。
近年來，能源公司還摸索出了將太陽能電池板與電池相結合的方法，以便在日落後數小時仍能供電。根據能源研究公司伍德麥肯茲的數據，今年上半年，太陽能和電池佔美國電網新增容量的70%。
根據美國能源信息署的數據，2025年太陽能佔美國發電量的近9%，高于2020年的3%。
疊層太陽能板的廣泛使用有望顯著提高太陽能在美國電力中的份額，幫助滿足用于開發人工智能的數據中心激增的電力需求。
能源分析師通過衡量容量系數來評估不同電源的可靠性。理論上，一種能夠一年365天、每天24小時供電的電源，其容量系數應為100%。但沒有電廠能達到這一水平，因為它們需要進行維護、升級、補給燃料等操作。
核電站通常具有最高的容量系數，達到90%出頭。根據美國能源信息署的數據，大型天然氣發電廠一般以約58%的系數運行，而美國太陽能發電場的平均容量系數約為24%。這主要是因為它們只在陽光充足時發電，並且無法將接收到的所有光都轉化為可用能源。
在Qcells的一個測試基地，羊群在太陽能電池板陣列間吃草。
太陽能行業高管堅稱，疊層太陽能電池板的容量系數可能超過31%。因此，能源公司將能夠在更少的土地上、使用更少的材料產生同樣的電力。
疊層太陽能電池板的設計對First Solar很有利，它是在中國生產商佔據主導地位時幸存下來的少數美國制造商之一。FirstSolar的產品使用一種薄膜材料，其他制造商若要制造疊層電池板中的各層，很可能需要先將這種材料完善。
“我們已在薄膜研發上投資超過20億美元，包括這個項目，”位于鳳凰城的First Solar 首席執行官馬克·維德馬說。
非營利研究機構電力研究院的負責人韋恩·李（音）說，一些能源公司已經購買了疊層太陽能電池板的早期版本，以確保自己不被時代淘汰。他還說，這些電池板的可靠性和耐用性還需要經過廣泛的第三方測試。
“制造商不太願意分享細節和數據，”韋恩·李說。 信源: 纽约时报
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