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本报记者?付鸿烈
2020年，以英国石油公司（BP）和荷兰皇家壳牌公司为首的欧洲石油巨头开始逐渐向清洁能源公司转型。他们笃定电力将是未来提供清洁能源的主要手段。此外，疫情导致的不确定性，也加快了石油巨头们业务结构转型速度。
巨头们转型的第一步是减少从地球上开采自然资源。上个月，壳牌就表示，将推迟在墨西哥湾和北海开发新油田，而BP则承诺今后不会在任何新国家开采石油。对于的这些公司来说，减少开采一方面的原因是业务转型，而另一方面原因是疫情引起的石油需求暴跌，以及随之而来的收益降低。
意大利石油企业埃尼集团CEO克劳迪奥·笛卡尔齐在采访中谈到：“在过去的六年里，我们的石油商品出现了极端的波动。”因此，他希望建立基于绿色能源而非石油的业务，“我们希望远离波动性和不确定性。”他补充道。
至此，发展绿色能源也成为了欧洲石油巨头们的共识。英国石油公司CEO伯纳德·卢尼表示：“世界对能源的需求正在发生变化，因此我们需要作出改变，坦率地说，我们将改变所输出的商品。而电力正是未来提供清洁能源的主要手段。”
可见，壳牌、BP和埃尼集团等公司正试图找到这一时代的新定位，从石油钻井商摇身一变为清洁能源公司。因此，从2020年上半年起，各公司均加速布局清洁能源产业。例如，今年7月底，壳牌公司在荷兰沿海建设一个巨大的风力发电场的项目。
而身为全球四大石油化工公司之一的法国道达尔公司，则在上半年对西班牙的太阳能发电场和苏格兰的风电场进行了巨额投资。此外，道达尔还在西班牙收购了一家电力和天然气公用事业公司，并与壳牌和BP一起扩大电动汽车充电业务。他们希望利用已有的数千名工程师来管理新型能源工厂的建设，而庞大的加油站网络将会为电动汽车提供充电等服务。
如今，欧洲大多数石油公司大多数公司都设定到2050年实现“零排放”的目标，这也得到了欧盟和英国等的大力支持。而实现“零排放”的方法则是计划通过销售越来越多的可再生能源，或通过基于自然的解决方案，例如种植森林来吸收碳排放。
当前，在业务转型方面，BP表现得最为激进。卢尼在几日前表示，他计划在未来十年内对可再生能源等低排放业务追加十倍投资，达到每年50亿美元。同时，BP会将石油和天然气的产量削减40%，到2050年实现“零排放”的目标。不过卢尼还补充道，“目前仍需要保留石油和天然气生产，以保证充足的现金流为公司的未来提供资金。”
“BP此举明显区别于同行。”伦敦非营利组织Carbon?Tracker（碳追踪）的分析师安德鲁·格兰特说，“到目前为止，大多数其他石油公司都不愿意面对减少生产化石燃料的趋势。”而其他环保人士则将卢尼关于BP未来石油和天然气产量将下降的计划视为一个突破口，他们认为，“这将给其他公司带来压力，从而倒闭全行业转型。”
本文图源：BP、壳牌官方
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什么是柔性太阳能电池？
光伏材料又称太阳电池材料，是指能将太阳能直接转换成电能的材料。光伏材料能产生电流是因为光生伏特效应，即如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收，具有足够能量的光子能够在P型矽和N型矽中将电子从共价键中激发，以致产生电子－空穴对。
基本介绍 中文名 ：光伏材料 外文名 ：solar cell materials 学科 ：材料工程 领域 ：工程技术 简介,光伏发电,分类,材料分类,套用分类,材料特性,光伏材料的工作原理, 简介 光伏材料是指能将太阳能直接转换成电能的材料。光伏材料又称太阳电池材料，只有半导体材料具有这种功能。可做太阳电池材料的材料有单晶矽、多晶矽、非晶矽、GaAs、GaAlAs、InP、CdS、CdTe等。用于空间的有单晶矽、GaAs、InP。用于地面已批量生产的有单晶矽、多晶矽、非晶矽。其他尚处于开发阶段。致力于降低材料成本和提高转换效率，使太阳电池的电力价格与火力发电的电力价格竞争，从而为更广泛更大规模套用创造条件。 光伏发电 光伏材料能产生电流是因为光生伏特效应，即如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收，具有足够能量的光子能够在P型矽和N型矽中将电子从共价键中激发，以致产生电子－空穴对。界面层附近的电子和空穴在复合之前，将通过空间电荷的电场作用被相互分离。电子向带正电的N区和空穴向带负电的P区运动。通过界面层的电荷分离，将在P区和N区之间产生一个向外的可测试的电压。此时可在矽片的两边加上电极并接入电压表。对晶体矽太阳能电池来说，开路电压的典型数值为0.5～0.6V。通过光照在界面层产生的电子－空穴对越多，电流越大。界面层吸收的光能越多，界面层即电池面积越大，在太阳能电池中形成的电流也越大。 分类 材料分类 可做太阳电池材料的材料有单晶矽、多晶矽、非晶矽、GaAs、GaAlAs、InP、CdS、CdTe等。 套用分类 用于空间的有单晶矽、GaAs、InP。用于地面已批量生产的有单晶矽、多晶矽、非晶矽。其他尚处于开发阶段。 致力于降低材料成本和提高转换效率，使太阳电池的电力价格与火力发电的电力价格竞争，从而为更广泛更大规模套用创造条件。 材料特性 （1）单晶矽太阳能电池 单晶矽太阳能电池的光电转换效率为15%左右，最高的达到24%，这是所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的，但制作成本很大，以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。由于单晶矽一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，因此其坚固耐用，使用寿命一般可达15年，最高可达25年。 （2）多晶矽太阳能电池多晶矽太阳电池的制作工艺与单晶矽太阳电池差不多，但是多晶矽太阳能电池的光电转换效率则要降低不少，其光电转换效率约12%左右 。 从制作成本上来讲，比单晶矽太阳能电池要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。此外，多晶矽太阳能电池的使用寿命也要比单晶矽太阳能电池短。从性能价格比来讲，单晶矽太阳能电池还略好。 （3）非晶矽太阳能电池 非晶矽太阳电池是1976年出现的新型薄膜式太阳电池，它与单晶矽和多晶矽太阳电池的制作方法完全不同，工艺过程大大简化，矽材料消耗很少，电耗更低，它的主要优点是在弱光条件也能发电。但非晶矽太阳电池存在的主要问题是光电转换效率偏低，国际先进水平为10%左右，且不够稳定，随着时间的延长，其转换效率衰减。 （4）多元化合物太阳能电池多元化合物太阳电池指不是用单一元素半导体材料制成的太阳电池。各国研究的品种繁多，大多数尚未工业化生产，主要有以下几种：a) 硫化镉太阳能电池b) 砷化镓太阳能电池c) 铜铟硒太阳能电池(新型多元带隙梯度Cu(In, Ga)Se2薄膜太阳能电池)Cu(In, Ga)Se2是一种性能优良太阳光吸收材料，具有梯度能带间隙（导带与价带之间的能级差）多元的半导体材料，可以扩大太阳能吸收光谱范围，进而提高光电转化效率。以它为基础可以设计出光电转换效率比矽薄膜太阳能电池明显提高的薄膜太阳能电池。可以达到的光电转化率为18%，而且，此类薄膜太阳能电池，未发现有光辐射引致性能衰退效应（SWE），其光电转化效率比商用的薄膜太阳能电池板提高约50~75%，在薄膜太阳能电池中属于世界的最高水平的光电转化效率。 光伏材料的工作原理 “光伏发电”是将太阳光能直接转换为电能的一种发电形式。1839年，法国科学家贝克勒尔(A．E．Becqure1)首先发现了“光生伏打效应(Photovoltaic?Effect)”。然而，第一个实用单晶矽光伏电池(Solar?Cel1)直到一个多世纪后的1954年才在美国贝尔实验室研制成功。20世纪70年代中后期开始，光伏电池技术不断完善，成本不断降低，带动了光伏产业的蓬勃发展。光伏发电原理如图1所示。PN结两侧因多数载流子(N?区中的电子和P区中的空穴)向对方的扩散而形宽度很窄的空间电荷区w，建立自建电场Ei。它对两边多数载流子是势垒，阻挡其继续向对方扩散；但它对两边的少数载流子(N?区中的空穴和P区中的电子)却有牵引作用，能把它们迅速拉到对方区域。稳定平衡时，少数载流子极少，难以构成电流和输出电能。但是，如图la、b所示，光伏电池受到太阳光子的冲击，在光伏电池内部产生大量处于非平衡状态的电子一空穴对，其中的光生非平衡少数载流子(即N?区中的非平衡空穴和P区中的非平衡电子)可以被内建电场Ei牵引到对方区域，然后在光伏电池中的PN结中产生光生电场EPV一当接通外电路时，即可流出电流，输出电能。当把众多这样小的太阳能光伏电池单元通过串并联的方式组合在一起，构成光伏电池组件，便会在太阳能的作用下输出功率足够大的电能。柔性太阳能电池，是薄膜太阳能电池的一种，而且技术先进、性能优良、成本低廉、用途广泛。可以应用于太阳能背包、太阳能敞篷、太阳能手电筒、太阳能汽车、太阳能帆船甚至太阳能飞机上。柔性太阳能的一个重要应用领域是BIPV（Building Integrated Photovoltaic，光伏建筑一体化），它可以集成在窗户或屋顶、外墙或内墙上。
在金属表面照射紫外光，可以发生光电效应。如爱因斯坦结论的那样，由于入射光的光子能量大于电子的束缚能，所以产生自由电子。太阳能电池的功能是把太阳光转换为电压和电流，是一种光电转换。
光伏效应比光电效应的效率高得多。因为在发生光伏效应的太阳能电池中，2种极性相反的半导体组成了p-n结（p-n Junction），形成内建电场，驱动电子进入电路，在电路中形成电压和电流。
柔性太阳能电池是世界太阳能产业的新兴技术，《柔性太阳能电池》将为读者介绍各种类型柔性太阳能电池的原理概念、基本工艺和市场应用。《柔性太阳能电池》的特点是篇幅内容简练、数据丰富、行业信息详实。除了柔性太阳能电池，《柔性太阳能电池》还简要地介绍了薄膜太阳能电池、第三代太阳能电池等新型太阳能电池。
进入21世纪，随着人们对全球气候变暖问题的关注，太阳能产业在世界各国蓬勃地发展起来。作为全球最大的太阳能电池生产国，中国不但希望为世界提供更加廉价的太阳能电池，更加希望提升太阳能电池生产的技术含量，进一步实现经济增长方式的转变。
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