創(chuàng)新劇場|清潔能源部長級會議上聚焦的光伏前沿技術(shù)

:“可再生能源的本質(zhì)并非能源，而是技術(shù)”。在第八屆清潔能源部長級會議創(chuàng)新劇場上，遠(yuǎn)景能源副總經(jīng)理王曉宇拋出了這一創(chuàng)新觀點(diǎn)。在他看來，傳統(tǒng)能源價格隨著供需關(guān)系的變化而變化，降價過程中時有回升，但風(fēng)電、光伏等可再生能源卻是在技術(shù)驅(qū)動下一路下降。

特別是當(dāng)光伏等可再生能源進(jìn)入平價上網(wǎng)關(guān)鍵期，技術(shù)創(chuàng)新破局產(chǎn)品降本增效，并決定了可再生能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級以及能源變革清潔能源轉(zhuǎn)型的可行性。

凝聚清潔能源部長級會議創(chuàng)新行動而開設(shè)的創(chuàng)新劇場上，光伏企業(yè)代表介紹了各自的前沿技術(shù)。

IBC太陽能電池

太陽能電池承擔(dān)著光電轉(zhuǎn)化功能，是光伏系統(tǒng)中的核心一環(huán)。目前，太陽能電池的兩大主流技術(shù)路線為晶硅太陽能電池和薄膜太陽能電池，尤以前者占據(jù)九成的市場份額。

晶硅太陽能電池又可以分為單晶和多晶兩種產(chǎn)品系列。根據(jù)工信部2016年版《中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖》，規(guī)?；a(chǎn)的普通單晶和多晶硅電池的平均轉(zhuǎn)換效率分別達(dá)19.8%和18.5%的水平。

為進(jìn)一步降低成本，高效技術(shù)逐漸成為企業(yè)競相追逐要點(diǎn)，PERC、PERT、N型和IBC等太陽能電池高效技術(shù)百花齊放。

“IBC太陽能電池是將電極轉(zhuǎn)入背面，正面百分之百接收陽光轉(zhuǎn)化電能，最早于1978年由美國科學(xué)家Schwartz和Lammer提出，SunPower主導(dǎo)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化。”天合光能副總裁馮志強(qiáng)博士介紹。

從2011年開始，天合光能加入IBC太陽能電池的研發(fā)，并逐步打破該領(lǐng)域長期以來的國外技術(shù)壟斷。2014年2月天合2cm尺寸IBC電池轉(zhuǎn)化效率達(dá)24.4%，2014年5月156尺寸轉(zhuǎn)化效率22.9%，2016年4月156尺寸提高至23.5%，且今年4月進(jìn)一步拉升至24.13%。

在馮志強(qiáng)看來，一個好的光伏產(chǎn)品必須具備四個素質(zhì)：高轉(zhuǎn)換效率、高可靠性、產(chǎn)業(yè)化規(guī)模以及巨大市場。在解決前兩項的基礎(chǔ)上，天合光能IBC太陽能電池接下來的重點(diǎn)任務(wù)是實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)化并找到合適的應(yīng)用場景。

截至目前天合IBC太陽能電池已多次應(yīng)用于太陽能賽車。馮志強(qiáng)認(rèn)為，除了賽車，IBC電池還可用于飛機(jī)、輪船、飛艇等，“未來在移動能源能源得到廣泛的應(yīng)用”。

“太陽能皮膚”

晶硅太陽能電池轉(zhuǎn)化效率高，但薄膜太陽能電池輕、薄、柔應(yīng)用場景更廣，能不能將兩者的技術(shù)優(yōu)勢綜合？

有光伏“教父”之稱的施正榮回答：可以。繼尚德之后其創(chuàng)辦的上海羿仕新能源科技有限公司研發(fā)了一項新技術(shù)：“太陽能皮膚”。

“隨著效率的提升和成本的下降，太陽能應(yīng)用在世界范圍內(nèi)持續(xù)加速，但它仍然給人們一種昂貴、笨重及附加的印象。光伏組件在過去40年里幾乎沒有改變，大部分的創(chuàng)新和成本下降都來源于制造改進(jìn)、效率提升和供應(yīng)鏈的健全，很少在產(chǎn)品及應(yīng)用層面創(chuàng)新，所以我們一直專注于組件本身的創(chuàng)新。”施正榮講道，“眾所周知，魚的身體是柔軟的，但其實(shí)它的每一片鱗片都是堅硬的。所以運(yùn)用一種特殊的復(fù)合材料，傳統(tǒng)又硬又重的晶硅太陽能電池也可以做到輕、薄、柔、美。”

“太陽能皮膚”的厚度只有1~2毫米，重量只有傳統(tǒng)太陽能電池的20%，而且具有很強(qiáng)的柔性，還能實(shí)現(xiàn)多種顏色的產(chǎn)品定制。

施正榮指出，“太陽能皮膚”將使我們更好地利用太陽能，讓太陽能應(yīng)用到任何想要的地方，汽車、游艇、移動售賣機(jī)等，并且很容易被集成到建筑材料表面，是預(yù)置裝配房和新建房屋的理想屋面和墻面裝飾材料。

直接法硅片

在光伏系統(tǒng)成本構(gòu)成中，光伏組件占據(jù)近半。而光伏組件中，又以硅片成本占比最高，近40%左右，降低硅片成本對組件以及光伏系統(tǒng)降本有著至關(guān)重要的作用。

一家來自美國的光伏生產(chǎn)商1366科技有限公司（以下簡稱1366科技）正是將目標(biāo)定在了削減硅片成本上。

1366科技CEO弗蘭克指出，硅片價格高企的原因在于，過去半個世紀(jì)人們采用了效率低下且浪費(fèi)嚴(yán)重的陳舊工藝。

據(jù)了解，傳統(tǒng)的硅片制造工藝需要先把多晶硅熔化、拉晶或鑄錠，然后切成小的方塊，經(jīng)過打磨，拋光等，最后用線切割成片，在硅片切割工藝過程中白白浪費(fèi)了近50%的硅料，并使用大量的鋼線、砂漿等輔材。現(xiàn)在1366研發(fā)出了直接法硅片。

所謂直接法硅片，弗蘭克介紹即將多晶硅投入硅片生長爐中，加熱使其熔化，之后將其表層冷卻結(jié)晶成長出多晶硅片，然后將硅片取出，裁切成規(guī)定尺寸，速度約為每片20秒，而裁切下來的硅片還可以回收。如此，直接法硅片減化了硅片鑄錠、切割等生產(chǎn)步驟，避免了硅的浪費(fèi)，可使成本下降50%，并且節(jié)省了整個硅片總能源消耗的三分之二。