太阳能电池板已经完善了？但我们仍然可以让它们变得更好、更便宜

钙钛矿丰富而有用 - 但诀窍是使它们持久。

在过去十年中，将阳光转化为电能的成本下降了90%以上。太阳能现在是最便宜的新建能源发电形式。

工作完成了吗？差一点。目前，太阳能以具有成本竞争力的价格运行良好，可以帮助我们显着减少排放。但是，由于太阳能输送的全球电力不到5%，我们才刚刚开始。

2022年的太阳能电池板就像1990年代的笨重手机。使用相同的底层技术可以实现更多。

澳大利亚很可能在全球进步中发挥关键作用。几十年来，我们一直处于太阳能技术开发和部署的最前沿。在过去的40年中，我们有30年一直保持着硅太阳能电池的性能记录。我们现在的人均太阳能部署量比任何其他经合组织国家都多，满足了我们近15%的电力需求。世界上超过80%的新太阳能电池板依赖于PERC电池，这是澳大利亚开发的一项技术。

那么太阳能的下一步是什么呢？澳大利亚各地的数百名研究人员专注于两个目标：进一步降低成本，并从入射的阳光中产生尽可能多的电力。

为什么太阳能需要改进？

太阳能有可能改变我们的工业、交通和我们的生活方式——如果我们把技术推向它所能走的远。

超廉价电力开启了巨大的可能性，从将水转化为绿色氢气作为能量储存或用于工业过程，到电气化运输，能源系统以及我们使用化石燃料的所有其他产品。

去年，澳大利亚可再生能源机构提出了超低成本太阳能的愿景。目标是雄心勃勃的，但可以实现。

到2030年，该机构希望商用太阳能电池的效率达到30%，高于今天的22%。它希望大规模的全系统成本（面板，逆变器和传输）每瓦降低50%至30美分。

这将需要深入的研究。超过250名澳大利亚研究人员正在澳大利亚先进光伏中心为实现这些目标而努力，该中心是六所大学与CSIRO之间的合作。

硅真的能继续给予吗？

太阳能电池将太阳光转化为电能，没有移动部件。当阳光照射到硅（太阳能电池中常用的材料）时，它的能量释放出能够在材料内移动的电子，就像电子在电线或电池中移动一样。

屋顶上的太阳能电池板可能始于沙漠沙子，熔化成二氧化硅，精炼成硅，然后再次精炼成99.999%的纯多晶硅。几十年来，这种多功能材料一直是太阳能成功的核心。重要的是，它是可销售的 - 从针头的大小到覆盖平方公里的阵列。

但是，为了从落在这些面板上的阳光中获得绝对的最大效果，我们需要超越硅。仅靠硅是无法达到30%的效率。

认识一下串联电池 —— 一种太阳能三明治。由于硅最多只能吸收34%的可见光，研究人员专注于添加其他材料的层来捕获不同波长的光。

钙钛矿是一种选择。该系列材料可以从液体来源打印或涂覆，使其加工成本低廉。当我们将这种材料堆叠在硅上时，我们看到太阳能电池效率大幅跃升。

虽然很有希望，但仍有一些问题需要解决 - 特别是，确保钙钛矿能够持续20多年，我们已经期望从硅板中获得。

研究人员还在研究其他材料，如聚合物和硫族化物，这是一组常见的矿物质，包括硫化物，它们在薄而柔韧的太阳能电池中显示出希望。

任何新材料不仅必须很好地将太阳光转化为电子，而且必须在地壳中大量存在，以低成本获得并且足够稳定，以确保较长的使用寿命。例如，硫族化物由铜，锡，锌和硫等常见元素制成。

如果我们能达到30%的效率，它将带来巨大的回报。建立大型太阳能发电场的成本将大幅削减。使用更高效的太阳能电池，您需要更少的面板和更少的土地来实现相同的功率输出。

这也将使化石燃料的竞争力进一步降低。燃煤动力和汽车发动机的效率约为33-35%，这意味着化石燃料中体现的大部分能量实际上都以热量和噪音的形式流失。您还必须付费才能持续供应燃料。一旦你建立了工厂，太阳能和风能就免费来了。

我们如何进一步削减成本？

目前，澳大利亚新太阳能的电力成本为每兆瓦时50澳元。（黑煤约为100美元/兆瓦时。这是根据CSIRO对能源成本的2021-22年评估得出的。

到2030年，我们的可再生能源机构希望将其削减到15美元/兆瓦时，即每千瓦时1.5美分。以这种成本计算的太阳能与存储相结合，将全天候提供低成本、可靠的电力。

随着我们提高太阳能电池的效率，随着组件的使用寿命更长，以及随着我们提出更具成本效益的方法来制造和部署太阳能技术，成本将会下降。

超低成本的太阳能发电将具有变革性，使澳大利亚能够在当前和新兴产业中建立新的能力，例如将氢气和氨转化为燃料来源，钢和铝的绿色加工，甚至硅本身的加工，因此我们可以制造更多的太阳能电池板。

即使采用今天的技术，预计未来十年对太阳能的需求也将翻一番，再翻一番。这意味着还需要弄清楚太阳能行业如何可持续增长，以及如何在早期太阳能电池板达到其使用寿命并需要更新时回收太阳能电池板。

澳大利亚的创新掀起了太阳能热潮。随着气候变化的加剧，以及对清洁的、当地生产的能源的需求不断增长，这个阳光普照的国家可能再次能够帮助加速世界从化石燃料的过渡。