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太阳能光伏技术已到临界状态

文章来源: 发布时间:2019-6-10

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太阳能光伏技术已到临界状态

2015-05-19 14:44:04

来源:中国证券网

 

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一个多世纪以来,人类持续不断地挖掘已经在地下埋葬了上亿万年的煤油,推动了社会的繁荣与进步,却带来各种“乌烟瘴气”的副作用。随着大气层环境的恶化,再生能儿童额叶癫痫吃卡马西平好吗源如风能、水能、植物能以及潮水能等开始粉墨登场,纵观各种白城市治疗癫痫病的医院都有哪些可再生能源技术,太阳能也许是最重要的一种,对彻底解决全人类的能源需求提供最大的帮助。

【中国建材网】能源——它主宰着人类的衣食住行,操纵着人类的一切活动,是全球各个国家和地区的发展命脉。

一个多世纪以来,人类持续不断地挖掘已经在地下埋葬了上亿万年的煤油,推动了社会的繁荣与进步,却带来各种“乌烟瘴气”的副作用。随着大气层环境的恶化,再生能源如风能、水能、植物能以及潮水能等开始粉墨登场,纵观各种可再生能源技术,太阳能也许是较重要的一种,对彻底解决全人类的能源需求提供较大的帮助。

2009年,人类能源的总消耗为16太瓦,预测到2050年,总能源需求量将达28太瓦;而我们每年从太阳吸收到的能源,足足有2.3万太瓦,如果能充分加以利用,就可以无污染、无偿养活800多个地球。由此可见,解决好太阳能技术的重要性,而太阳能光伏技术的突破,确实已到了临界状态。

我们可以先简短回顾一下光伏技术的发展历史。早在1839年,一位法国人,Alexander-EdmondBecquerel,就发现半导体材料在阳光下能产生电流;但直至1905年,艾恩斯坦方才解释“光”是经“光子”传递,这“光子”能敲松半导体里的“负电子”,这“负电子”与腾空出来的“空穴”,互相连贯交替,故产生电流。直到1954年,美国贝尔实验室用参杂磷和硼的硅片,制造了头一块晶体硅光伏电池,当时的效率只有3.2%的转换力,今日市场上的晶体硅转换率,已在20%以上,确实进步了不少。

然而,这年过“六旬”的老技术,有两个致命的弱点:其一,它的主要生产原材料,是99.9999%纯度的硅片,其材料成本占生产成本的七成,注定了其昂贵生产成本,使它始终无法与廉价的煤油发电竞争,其生存常依赖政府补贴;其二,它的生产造成大量四氯化硅的污染;多年来,这挂着环保再生能源光环的产业链,却是中国农田的污染源头。但由于它技术门槛较低,二十多年来,上千家晶体硅工厂在中国建立,中国成为全球较大的晶体硅产国;近几年,由于生产过剩,导致恶性竞争。据中国官方数据,国家在晶体硅太阳能癫痫的早期症状有哪些方面的补贴和不良借贷损失,达两万亿人民币。

可喜的是,太阳能技术的更新,早已翻过去了两页;先是类似铜铟镓硒或碲化镉一类的薄膜光伏技术,其转换率已超过目前晶体硅市场产品的的水平,美国的FirstSolar和日本的SolarFrontier已成功使用薄膜技术,低成本批量生产此类光伏电池。一般薄膜技术,使用廉价的纳钙玻璃作为基板,来代替硅片,其光伏吸收薄膜层厚度要比晶体硅薄40倍,薄膜技术的生产成本潜力,远低于晶体硅,是真正能抗衡煤油发电的再生能源。到目前为止,中国虽然也参与各类薄膜技术的研究,但尚未形成大批量生产规模。为弥补中国在薄膜太阳能技术上的短板,中国的汉能和中国建材,相应收购了数家国外的铜铟镓硒厂家,包括汉能去年收购美国亚利桑那州的GlobalSolar、美国加州的Miasole,以及德国Q-Cell旗下的Solibro;中国建材也收购了德国Saxony的Avancis。但短期内,这些收购的公司,要转移到中国来生产,尚不现实。

日本的桐荫横浜大学,Miyasaka团队,于2009年开始将有机/无机甲胺碘铅材料(简称钙钛矿),应用到薄膜光伏行业,这是太阳能技术较新的一页。仅仅四年功夫,钙钛矿光伏电池的转换率,从2009年的3.8%一跃而成今天20%以上。钙钛矿除了其先天的技术优势,比如特宽的吸收光谱、极高的带隙及开路电压、极高的载体浓度及迁移率和极少的结构缺陷外,其生产工艺可使用极低生产成本的旋涂法来制造,无需经真空镀膜。

解决能源问题,太阳能技术是一大关键。前些年,在东莞注册的日阵公司,一个结合中外技术精英的薄膜技术团队,经四年的努力,成功研发了一种低成本四元素共溅射新型铜铟镓硒薄膜工艺技术,其生产成本,远低于晶体硅技术。他们现正在开发较新的下游技术双结钙钛矿/铜铟镓硒薄膜太阳能电池,其转换率有望能突破50%,其生产成本将远低过煤油发电。日阵是典型的技术密集型公司,为扩大生产规模,建立有国际水平的实验室,现正申报新三板挂牌,试图借助资本的力量,来壮大巩固其长期的发展规划,为解决人类能源问题,贡献自己的一份力量。

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