科技突破確保光伏產(chǎn)業(yè)快速前行

                 

    第三代光伏技術(shù)已經(jīng)可以做到由2個(gè)9的工業(yè)硅穩定地產(chǎn)出收率超過(guò)80%的7個(gè)9高純硅，且每公斤耗能小于30度。圖為甘肅武威基地太陽(yáng)爐項目。

    光伏產(chǎn)業(yè)歷來(lái)被稱(chēng)為綠色能源，但也因其上游產(chǎn)業(yè)“兩高”詬病而備受爭議，成為行業(yè)發(fā)展瓶頸。近日，在江蘇東海舉行的“2010中國硅材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇”上，中國科學(xué)院院士何祚庥表示，第三代光伏發(fā)電技術(shù)已獲突破，并已具備產(chǎn)業(yè)化條件。相比較于第一代與第二代光伏發(fā)電技術(shù)，第三代光伏發(fā)電技術(shù)憑借“綠色、高效、價(jià)廉、壽命長(cháng)”等特點(diǎn)，將改變光伏上游產(chǎn)業(yè)“兩高”現狀。對此，本報記者對何祚庥進(jìn)行了專(zhuān)訪(fǎng)。

    中國能源報：您在會(huì )上力推第三代光伏發(fā)電技術(shù)，請您介紹一下什么是第三代光伏發(fā)電技術(shù)？它與前兩代光伏發(fā)電技術(shù)相比有何特點(diǎn)？

    何祚庥：在了解第三代光伏發(fā)電技術(shù)之前，我們首先要了解什么是第一代與第二代光伏發(fā)電技術(shù)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，第一代光伏發(fā)電技術(shù)以晶體硅生產(chǎn)光電池為核心的技術(shù)；第二代光伏發(fā)電技術(shù)是指品種繁多的薄膜電池。從行業(yè)來(lái)看，發(fā)展光伏用晶體硅還是薄膜爭論從未停息。但業(yè)內普遍認為，無(wú)論第一代技術(shù)還是第二代技術(shù)，都存在高耗能、高污染的問(wèn)題，而我推薦的第三代光伏發(fā)電技術(shù)則是一種完全“綠色”的光伏發(fā)電技術(shù)，其“綠色、高效、價(jià)廉、壽命長(cháng)”等特點(diǎn)將改變光伏上游產(chǎn)業(yè)“兩高”現狀。具體地說(shuō)，第三代光伏發(fā)電技術(shù)就是使用“太陽(yáng)能煉硅+跟蹤+聚光+高效聚光硅電池”技術(shù)發(fā)電。這是與第一代和第二代最本質(zhì)的技術(shù)區別。

    中國能源報：光伏歷來(lái)是被認為是綠色能源，您為何僅認為第三代光伏發(fā)電技術(shù)才是 “綠色”呢？

    何祚庥：第三代光伏發(fā)電技術(shù)非常重要的一點(diǎn)就是綠色技術(shù)。它以太陽(yáng)能煉硅為核心技術(shù)，所帶來(lái)的污染基本等于零。太陽(yáng)能煉硅的特點(diǎn)是利用太陽(yáng)能，不是使用電能，盡管也是高耗能，但耗的不是化石能而是太陽(yáng)能，從這個(gè)意義上講，第三代光伏發(fā)電技術(shù)是具有革命性的。

    第三代光伏發(fā)電技術(shù)中的跟蹤系統可以將光伏發(fā)電量增加30%-40%，將使多晶硅的用量減少30%-40%，目前已做到2.0元/瓦的跟蹤成本；聚光系統則能大幅度降低光電池硅材料和非硅材料用量。例如，4倍聚光（尤其對“直射光”的聚光）可將硅材料、非硅材料的每度電耗能下降到原有的1/4；另外，硅電池的轉化率越高，所消耗的多晶硅就越少。第三代光伏發(fā)電技術(shù)所使用的高效聚光硅電池將大大降低成本。目前用的是轉化率為22%的N型硅基聚光電池，我個(gè)人非常期待有新型高效聚光電池的出現。但我也認為，最有前途的技術(shù)方向應該是“晶體硅電池+能帶結構”不相同的薄膜組成的各種硅基薄膜電池。

                      太陽(yáng)爐的無(wú)坩堝冶煉過(guò)程

    中國能源報：目前，有采用第三代光伏電池技術(shù)的項目在實(shí)施嗎？第三代光伏電池對市場(chǎng)有何影響？

    何祚庥：在甘肅省武威地區已建成的“4倍聚光+轉盤(pán)式跟蹤”，峰值功率為1兆瓦的小型光伏電站，成為第三代光伏發(fā)電技術(shù)的一個(gè)演示“窗口”。

    第三代光伏技術(shù)的突破，首先可以保證售價(jià)的競爭不再局限于每瓦峰值功率的光伏組件的售價(jià)，將以“等效”峰值功率的售價(jià)來(lái)計算光伏發(fā)電的成本；另外，光能組件的使用壽命很長(cháng)，所用多晶硅成本，已下降到只有通常不跟蹤平板式多晶硅光伏電池的1/4-1/5。第三代光伏技術(shù)最為“核心”的技術(shù)是太陽(yáng)能煉硅。使用太陽(yáng)能煉硅可以大幅度降低對化石能源消耗，并且不會(huì )產(chǎn)生任何四氯化硅等污染；出產(chǎn)的硅質(zhì)量好、壽命長(cháng)，電池只有在微光條件下才致衰減； 第三代光伏電池完全有可能將當前太陽(yáng)能高純硅350元/公斤的市場(chǎng)價(jià)下降到僅75元—100元/公斤，從而有可能改變光伏市場(chǎng)的格局。

                 

                             太陽(yáng)爐冶煉出來(lái)的高純硅所拉制出來(lái)的單晶棒

    中國能源報：第三代光伏電池技術(shù)的核心技術(shù)是否已經(jīng)突破？

    何祚庥：是的。據稱(chēng)，目前物理冶金法煉硅可達到6個(gè)“9”，可獲得硼含量為 1.0ppm多晶硅。實(shí)驗數據表明，第三代光伏電池技術(shù)。太陽(yáng)能煉硅的技術(shù)和理念移用于中頻感應爐煉硅，經(jīng)過(guò)對多晶硅的一次提純，就可獲得硼含量為 0.35ppm-0.50ppm，回收約為50%左右的多晶硅，將可以達到6.5個(gè)“9”或6.65個(gè)“9”，這個(gè)純度足以達到了電子級標準。

    另外，由于“太陽(yáng)能+電能”聯(lián)合煉硅技術(shù)采用了無(wú)坩鍋作業(yè)，從而完全避免了坩鍋污染，并且融合吸收了太陽(yáng)能煉硅與中頻爐煉硅的各種優(yōu)勢。不但只耗太陽(yáng)能，同時(shí)提高了聚能能力與工作時(shí)間，可實(shí)現24小時(shí)不間斷生產(chǎn)。從數據上看，中頻爐煉硅耗能僅是改良西門(mén)子法的1/3—1/5，可以生產(chǎn)出0.35ppm—0.50ppm硼含量的高純硅，也能滿(mǎn)足生產(chǎn)各種類(lèi)型光伏電池的需要?？梢钥隙ǖ卣f(shuō)， “太陽(yáng)能+電能”聯(lián)合煉硅技術(shù)一旦走向產(chǎn)業(yè)化，光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)將向前邁出一大步。