SNEC直播：中国科学院院士褚君浩太阳能光伏技术发展趋势

世纪新能源网&PVMate，SNEC《光伏前沿技术主题论坛》现场直播:

中国科学院上海物理研究所、中国科学院院士褚君浩：女士们，先生们，我今天要讲的是太阳能光伏技术发展的若干思考。现在我们的能源就是核能和太阳能，严格来说我们地球上所有的能源要么是核能，要么是太阳能，核能里面我们的核电站资源也有限，聚变将来是非常有前景的，但是很难控制，将来要研究，现在还不能用，接下来就是太阳能了，太阳能，风能，水能，生物质能，还有化石能源，化石能源是地球上面过去留下的，现在用的差不多，我们现在应该用太阳能。

当前我们太阳能技术和太阳能产业面临一些问题，我们应该注重哪几个方面呢？我想应该是四个方面。一个是拓展应用，第二个是提升技术，第三是合理调整，第四个是有序发展。

现在我们是太阳能电池的产量世界第一，但是太阳能电池的应用中国就很少，这个里面你看一直到2010年，到2011年的数据，如果说我们拿2010年的数据看起来，我们新的装机容量中国是占全球的3%，累积的装机容量2.2%，到2011年中国电池产量是23个GW，我们新增的容量有很大的增加，占9.4%，积累起来我们大概是5.3，现在我们的应用也在发展，比如说这个是主题馆，世博会的主题馆，还有中国馆，中国馆四分之一的电来自于太阳能电池，特别是虹桥枢纽是6.7个兆瓦，它非常好，现在我们去坐火车屋顶上面就是太阳能的，是全球最大的太阳能屋顶，它能够减排二氧化碳多少多少吨，能够减少标煤多少多少吨。现在太阳能应用飞机也可以上去了，去年世博会驾驶员，坐飞机的驾驶员他还到世博会上做报告，还跟大家见面，可以飞十几个小时，它飞机是跟A340的大小一样，重量就跟几部车子的重量差不多，可以连续飞几个小时，现在各种各样的太阳能汽车也出来了，所以说明将来太阳能的技术还是会非常广泛的推广和应用。太阳能汽车潜能可以用油，或者锂电池。现在风光互补发电系统也在发展，所以看来这个形势非常好，但是我们从用户方面一端来考虑就有一些问题了，如果我们算一瓦14块钱，包括组件，包括安装都在里头，它10块钱买一瓦，如果这个电池用25年，我现在付了10块钱，25年如果我买来的是用借来的钱，利息要10%左右，25年以后就是50块，我们这个一瓦一年是一度电，我们比较合理的算，一瓦大概一度电，25年就是25度电，我们上网电价是一块钱，也就是说我获利只有25块钱，从用户角度来说，比如说我是医院，我是研究所，我是大学，我想建一个电站，我就要这一笔帐，一算算下来不合算，我付出去50块，我获利只有25块，就不合算了，出路就是降低每瓦的成本，现在不断的发展，每瓦我们降到10块以下，第二个降低贷款10%的利率，这个要政府贷款，如果我是医院我要做一个太阳能电站，我要从政府贷点款，这个利率不应该10%，应该降，如果这个钱是我自己已经有的钱，当然存在银行利息是比较少的。

第三个就是提高上网电价，我们从这方面看起来前途还是非常有的，因为技术还在提高，我们还可以降低成本，贷款的利率也是可以浮动的，政府也是可以来，如果我们发展清洁能源，比如我们酒店，酒店屋顶上面做电池，要我们国家贷款，用这个贷款利息不要10%，8%，或者5%。另外提高上网电价，一块钱，或者一块五，如果我们适当的调整，从用户来说这一件事情还是可以做成功的，所以我们前途还是光明的，当然现在还有一些问题，比如上海有一个电力大学教授，这个教授叫赵春江，他家里面做了一个电站，他发电发的蛮多了，发了13000度，自己用了8500个度，因为我们电表只能单项转动，他用不了的电送到网里面电表还是转，记者采访他，他把电送了，他还交了五千块钱，说明我们的政策还跟不上，这次两会我送了两个提案，一个可再生能源要执法检查，一个要修改电力法，主要目的是扩大应用，我这两个意见都是做了一些调查研究，特别是上海的石燕敏办公室帮我召开了座谈会，好多来自企业界发表了意见，我把这些意见汇集起来在人大会上提交了。在今年3月9号采访了我一下，正好是开人大会的时候，我对能源提了一些看法，总的意思是两个意思，一个是要扩展应用，一个是要提高技术，一个我们太阳能产业要合理，要有序的发展，主要是这样一个意思。

从技术方面来说，我们现在是两个方面，一个是提高转换效率，不管它的成本到底怎么样，第二个是寻找非常低价的材料，低价的方法，先把电池做出来，很便宜的方法，然后再去提高它的效率，所以现在好多研究技术都在这两条路上走，当然电池分类我们有硅基的，我们有化合物的等，大家都非常了解太阳能电池的分类。

将来不同电池的比例会有调整，各种不同电池绝对不是第二代取得第一代，第三代取代第二代，不同的电池，新型的电池都会得到很好的发展，这是一些估计。现在产业的效率也在逐渐逐渐提高它们的效率，来接近实验室的效率。现在理论效率跟实际之间还是有距离的，正因为就距离，在这条曲线上面就是距离大小，上面弯的线是理论效率，下面是实际效率，正因为这样太阳能技术还要发展，还要产学研结合，来解决这方面的问题，来提升它的技术。

具体来说比如硅基的问题，多晶硅，当然我们有很多化学的方法，西门子的方法，各种方法，我们现在物理方法也是一种，这个是在南阳他们一个小组，做出来的效率16%左右，而且是非常理想的物理方法。还有一个小组搞物理跟化学结合的方法，它大概是既有物理的方法，但是也有一些聚焦在里面，这样做出来以后也能够达到太阳能等级，而且做电池效率也都能够做到16%左右。成本来算一算，大概一公斤90块人民币这样子，当然这个里面其中有一部分钱还是可以节省下来，现在是四道工艺，每道工艺里面成本还可以再往下降，那是有一定的包容度大概的估算。除了材料以外，电池的效率也在提高，有各种方法，硅电池的效率也在提高，比如马丁教授也说到过这些硅电池各种方法的提高，另外还可以把凝浆的价格降下来，凝浆在同颗粒里面宝了一层泥就便宜了，造电性非常好，这个专利也有了，因为现在凝浆太贵。另外还有一些方法在硅基电池做一些修饰，比如上面加一些纳米的颗粒它效率可以提高50%，从原来的效率14%变成21%了，可以分析它的原因。现在还有一种想法在硅电池上面，在晶体硅上面做低化铬电池，变成两节电池，效率又提高了，这个理论效率可以到40%，晶体硅上面长低化铬，这样变成双节电池，里面效率可以到40%，这个都有专利，都有他们的实验结果。也就是说我要想办法把电池的效率提高那成本也就降低了，这个是他们理论的一些结果。这个是Spectrolab这美国的公司，它的理论可以到40%左右，实验室大概可以到28%左右，已经可以实现，我们也在跟他们合作，我们跟他们有一个联合实验，合作做这个事情。

还有一个思路，现在这个铁电体，现在做的蛮多了，铁电体也可以形成内线电厂，它的特点，因为铁电体的材料径带宽度很大，它对于我们现在太阳能的光也是透明的，所以它也可以覆盖到硅电池上面去，它如果可以覆盖到硅电池上面去铁电体就吸收了紫外光，我们下面的电池还是吸收原来硅电池波段的光，效率也能够提高，这是关于铁电体一些分析，都发表在国际杂志上，但是这个文章发表，他们就是研究铁电体作为太阳能电池的可能性，我们考虑看看能不能一方面发展它的，另外和我们现在的技术结合起来，使它的效率能够达到更高，这个是一些分析，因为铁电体也是平行的，也可以是竖直的，看过这个文章我的学生也做过实验，看看确实有光伏效应在里面。这些文章都是可以去参考参考，他们提出了这些方面的东西，看看他这个东西是不是可以和我们硅电池来一个集成，能够有一个更好的应有。

刚才说硅电池提高它的效率等等，还有其它一些想法，还有在硅电池加一些修饰提高它的效率。第二个就是薄膜电池了，现在现在有973项目，有863项目，有好多地方都在研究，预计再过一两年会有一些好的应用成果拿出来，多极硅电池的一些设计研究，也都在发展，它效率比较高。
另外就是低化铬电池，效率也很高，根据它的分析一度电2.5个美分，这个都是非常乐观的一些估计，也是给我们增加了好多信心。现在像EPIR可以达到15%的效率，它们也有一些技术也卖了其它厂家了，这是上海硅电池实验中心，因为设备刚刚来，这个设备是自己做的，是沈阳飞机厂做的设备，现在在做中间实验。当然也要研究提高转化效率的方法，怎么样进一步提高它的效率。
另外就是统一加锡电池了，统一加锡非常有前途，但是非常难做，硅最好做，低化铬第二。而且它生长的时候非常困难，它生长能够长好它的晶体，它生长条件的窗口非常窄，但是现在还是有好多地方做的很好，比如说效率19.4%，组件的效率可以到16.4，下一个可以用铜铟镓硒的方式。现在欧美都在拼命发展薄膜电池，我们有好多新的薄膜电池在发展，这个都是一些结果，不同的一些结果，当然它最大的特点可以柔性型的。当然这些柔性的CIGS的设备都有，这个是香港中文大学用共振的办法用做CIGS，他们做的在中国最好。还有肖旭东他们做的，但是他的实验室在香港中文大学的实验室，它的设备就放在这个里面，我跑到里面一看，感觉跑到过去19世纪居里夫人的实验室，很简陋的房子，设备就放在这个里头，香港中文大学那个地方，因为那个地方很紧，它又是新提出来的项目，非常艰苦，但是做的很好，到深圳就非常好，深圳建那个实验室就非常好了。我们也在做不锈钢堆卷的60厘米宽的，在中试，在做。当然铜铟镓硒材料太贵。我们做了一些理论分析，也在做电池，效率可以做到9%左右，甚至于到10%左右。

最后是锌电池，可以做成柔性的，可以用炭的纳米管，一个光子可以产生两对光学电池对，另外一个宽光谱太阳能电池，我吸收不同波段的太阳光，可以做成多极的电池，或者中间带锡的电池，中间带锡的电池理论效率63%，这是不同结果。如果这样来做，材料成本就比较贵了，所以就要做CPV了，不能用这么大的面积作为材料就很贵，材料做很小，上面做一个透镜，这样就聚光，做成聚光太阳能电池，这个青海也有一个示范点。最近效率可以达到43%左右，

还有OPV，很便宜，用有机材料来做，基本上科学问题，载流值，扩散问题，还有材料问题，都是综合在一起的，当然这个里面我们需要新材料，新概念，还要把化学物理材料，工程，把它结合起来，要把微观的，宏观的一些现象把它结合起来，特别是要产学研结合，这个非常重要，尤其是现在产学研要结合起来，所以太阳能技术的发展前景非常光明，当前要促进应用，开拓国内市场，要提升技术，掌握关键技术，要进行设备工艺材料的研究，要官产学研结合，产学要提前介入，这是我们两年前在德国开了一个化学学会的会，会议的主题就是用阳光来驱动世界，这个也是我们各位在座从事这项行业的目的，把这项产业把它推向更好的发展，是解决人类深层可持续发展非常重大的问题。

好，谢谢大家。

版权所有: 世纪新能源网, 本稿件为世纪新能源网原创稿件，未经世纪新能源网书面许可任何媒体、网站或个人不得转载、引用。违者世纪新能源网将依法追究责任。编辑部邮箱news@ne21.com; 电话86-431-89906510；89906520