第三代光伏技术:中国占领制高点
发展战略性新兴产业,有一个占领技术制高点的问题,如果你占领的是低点,就肯定发展不起来。在太阳能领域,第三代光伏发电技术就是制高点,所以一定要高度重视,抓紧发展。
过去在有关太阳能光伏电池的思维模式中,人们眼睛只看到半导体技术的演进。但原有技术已经发展到了极限,要进一步提高光伏电池的单位面积发电量,于是人们从半导体技术转向了现代光学,希望通过跟踪、聚光的技术,用成本较低廉的光学聚光元件,取代和减少使用成本更为昂贵的半导体材料。
第三代光伏发电技术就是在这一新思维模式下的创新发展。这一技术因为成本更低、转化率更高,可以比较容易地解决平价上网问题。聚光的意思就是不用单晶硅、多晶硅直接受光,而是用镜子、反射镜或者透射镜把光聚拢起来,聚到新一代光伏电池上面,使发电量增加。从原理上讲,聚光技术比半导体技术可以做到便宜得多。
国际上有几家大的机构在研究第三代光伏发电技术,走的是“跟踪+高倍聚光+高效砷化镓聚光电池”的技术路线。虽然砷化镓的转化率非常高,能到40%多,但是砷化镓必须用高倍聚光才有经济效益,带来的散热和抗风难题很多。另外砷化镓的市场价格是多晶硅的两三百倍,而且原料比较少,如果规模生产的话,会面临原料供应的大问题。
中国科学院科学家开发、研究的第三代光伏发电技术,可以描述为“跟踪+低倍聚光+高效硅基聚光电池”。采用的硅基光电池技术,实验用的N型晶体硅电池转化效率是22.5%,通过8倍聚光以后,光电转化率增加到24.5%~25.5%,实际产出的电量远远超过采用现有技术路线的电池。低倍聚光的技术线路符合中国实际,是很好的突破口,有着光明的前景。这项优势就在于,其不会完全破坏国内的单晶硅、多晶硅的生产体系,同时因为单位面积的发电量高,还可以节约大量的土地。
这一技术在我国已开始应用,在甘肃省武威地区建成的“4倍聚光+转盘式跟踪”的1兆瓦光伏电站,已经运行了几年。2011年9月,在内蒙古多伦地区建设示范电站,该电站的光伏系统每瓦峰值功率售价下降到了1.6万元/千瓦,已经接近《“十二五”太阳能光伏产业发展规划》中提出的2015年光伏系统成本下降到1.5万元/千瓦的目标,按10年回收期计算的发电成本,可以下降到0.7元/千瓦时。(作者:何祚庥)