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我国科学院院士褚君浩谈太阳能光伏技能开展趋势


  我国科学院上海物理研讨所、我国科学院院士褚君浩:女士们,先生们,我今日要讲的是太阳能光伏技能开展的若干考虑。现在我们的动力就是核能和太阳能,严格来说我们地球上所有的动力要么是核能,要么是太阳能,核能里边我们的核电站资源也有限,聚变将来对错常有远景的,可是很难操控,将来要研讨,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,还有化石动力,化石动力是地球上面曩昔留下的,现在用的差不多,我们现在应该用太阳能。
  
  当时我们太阳能技能和太阳能工业面对一些问题,我们应该注重哪几个方面呢?我想应该是四个方面。一个是拓展使用,第二个是进步技能,第三是合理调整,第四个是有序开展。
  
  现在我们是太阳能电池的产值国际第一,可是太阳能电池的使用我国就很少,这个里边你看一直到2010年,到2011年的数据,如果说我们拿2010年的数据看起来,我们新的装机容量我国是占全球的3%,累积的装机容量2.2%,到2011年我国电池产值是23个GW,我们新增的容量有很大的添加,占9.4%,堆集起来我们大约是5.3,现在我们的使用也在开展,比方说这个是主题馆,世博会的主题馆,还有我国馆,我国馆四分之一的电来自于太阳能电池,特别是虹桥纽带是6.7个兆瓦,它十分好,现在我们去坐火车房顶上面就是太阳能的,是全球最大的太阳能房顶,它能够减排二氧化碳多少多少吨,能够削减标煤多少多少吨。现在太阳能使用飞机也能够上去了,上一年世博会驾驶员,坐飞机的驾驶员他还到世博会上做报告,还跟我们见面,能够飞十几个小时,它飞机是跟A340的巨细一样,分量就跟几部车子的分量差不多,能够接连飞几个小时,现在各式各样的太阳能轿车也出来了,所以阐明将来太阳能的技能仍是会十分广泛的推行和使用。太阳能轿车潜能能够用油,或许锂电池。现在风光互补发电系统也在开展,所以看来这个局势十分好,可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,包含组件,包含装置都在里头,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年今后就是50块,我们这个一瓦一年是一度电,我们比较合理的算,一瓦大约一度电,25年就是25度电,我们上网电价是一块钱,也就是说我获利只要25块钱,从用户视点来说,比方说我是医院,我是研讨所,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,我获利只要25块,就不合算了,出路就是下降每瓦的本钱,现在不断的开展,每瓦我们降到10块以下,第二个下降借款10%的利率,这个要政府借款,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现已有的钱,当然存在银行利息是比较少的。
  
  第三个就是进步上网电价,我们从这方面看起来出路还对错常有的,由于技能还在进步,我们还能够下降本钱,借款的利率也是能够起浮的,政府也是能够来,如果我们开展清洁动力,比方我们酒店,酒店房顶上面做电池,要我们国家借款,用这个借款利息不要10%,8%,或许5%。别的进步上网电价,一块钱,或许一块五,如果我们恰当的调整,从用户来说这一件工作仍是能够做成功的,所以我们出路仍是光亮的,当然现在还有一些问题,比方上海有一个电力大学教授,这个教授叫赵春江,他家里边做了一个电站,他发电发的蛮多了,发了13000度,自己用了8500个度,由于我们电表只能单项滚动,他用不了的电送到网里边电表仍是转,记者采访他,他把电送了,他还交了五千块钱,阐明我们的方针还跟不上,这次两会我送了两个提案,一个可再生动力要执法检查,一个要修正电力法,首要意图是扩展使用,我这两个定见都是做了一些调查研讨,特别是上海的石燕敏办公室帮我召开了座谈会,很多来自企业界宣布了定见,我把这些定见聚集起来在人大会上提交了。在本年3月9号采访了我一下,正好是开人大会的时分,我对动力提了一些观点,总的意思是两个意思,一个是要扩展使用,一个是要进步技能,一个我们太阳能工业要合理,要有序的开展,首要是这样一个意思。
  
  从技能方面来说,我们现在是两个方面,一个是进步变换功率,不管它的本钱究竟怎么样,第二个是寻觅十分贱价的资料,贱价的方法,先把电池做出来,很廉价的方法,然后再去进步它的功率,所以现在很多研讨技能都在这两条路上走,当然电池分类我们有硅基的,我们有化合物的等,我们都十分了解太阳能电池的分类。
  
  将来不同电池的份额会有调整,各种不同电池绝对不是第二代获得第一代,第三代取代第二代,不同的电池,新式的电池都会得到很好的开展,这是一些估量。现在工业的功率也在逐步逐步进步它们的功率,来挨近试验室的功率。现在理论功率跟实践之间仍是有间隔的,正由于就间隔,在这条曲线上面就是间隔巨细,上面弯的线是理论功率,下面是实践功率,正由于这样太阳能技能还要开展,还要产学研结合,来处理这方面的问题,来进步它的技能。
  
  具体来说比方硅基的问题,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,做出来的功率16%左右,并且对错常抱负的物理方法。还有一个小组搞物理跟化学结合的方法,它大约是既有物理的方法,可是也有一些聚焦在里边,这样做出来今后也能够到达太阳能等级,并且做电池功率也都能够做到16%左右。本钱来算一算,大约一公斤90块人民币这样子,当然这个里边其中有一部分钱仍是能够节省下来,现在是四道工艺,每道工艺里边本钱还能够再往下降,那是有一定的包容度大约的预算。除了资料以外,电池的功率也在进步,有各种方法,硅电池的功率也在进步,比方马丁教授也说到过这些硅电池各种方法的进步,别的还能够把凝浆的价格降下来,凝浆在同颗粒里边宝了一层泥就廉价了,造电性十分好,这个专利也有了,由于现在凝浆太贵。别的还有一些方法在硅基电池做一些润饰,比方上面加一些纳米的颗粒它功率能够进步50%,从本来的功率14%变成21%了,能够剖析它的原因。现在还有一种主意在硅电池上面,在晶体硅上面做低化铬电池,变成两节电池,功率又进步了,这个理论功率能够到40%,晶体硅上面长低化铬,这样变成双节电池,里边功率能够到40%,这个都有专利,都有他们的试验效果。也就是说我要想方法把电池的功率进步那本钱也就下降了,这个是他们理论的一些效果。这个是Spectrolab这美国的公司,它的理论能够到40%左右,试验室大约能够到28%左右,现已能够完成,我们也在跟他们协作,我们跟他们有一个联合试验,协作做这个工作。
  
  还有一个思路,现在这个铁电体,现在做的蛮多了,铁电体也能够构成内线电厂,它的特色,由于铁电体的资料径带宽度很大,它对于我们现在太阳能的光也是透明的,所以它也能够掩盖到硅电池上面去,它如果能够掩盖到硅电池上面去铁电体就吸收了紫外光,我们下面的电池仍是吸收本来硅电池波段的光,功率也能够进步,这是关于铁电体一些剖析,都宣布在国际杂志上,可是这个文章宣布,他们就是研讨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开展它的,别的和我们现在的技能结合起来,使它的功率能够到达更高,这个是一些剖析,由于铁电体也是平行的,也能够是竖直的,看过这个文章我的学生也做过试验,看看的确有光伏效应在里边。这些文章都是能够去参阅参阅,他们提出了这些方面的东西,看看他这个东西是不是能够和我们硅电池来一个集成,能够有一个更好的应有。
  
  刚才说硅电池进步它的功率等等,还有其它一些主意,还有在硅电池加一些润饰进步它的功率。第二个就是薄膜电池了,现在现在有973项目,有863项目,有很多当地都在研讨,估量再过一两年会有一些好的使用效果拿出来,多极硅电池的一些规划研讨,也都在开展,它功率比较高。
  
  别的就是低化铬电池,功率也很高,依据它的剖析一度电2.5个美分,这个都对错常乐观的一些估量,也是给我们添加了很多决心。现在像EPIR能够到达15%的功率,它们也有一些技能也卖了其它厂家了,这是上海硅电池试验中心,由于设备刚刚来,这个设备是自己做的,是沈阳飞机厂做的设备,现在在做中间试验。当然也要研讨进步转化功率的方法,怎么样进一步进步它的功率。
  
  别的就是一致加锡电池了,一致加锡十分有出路,但对错常难做,硅最好做,低化铬第二。并且它成长的时分十分困难,它成长能够长好它的晶体,它成长条件的窗口十分窄,可是现在仍是有很多当地做的很好,比方说功率19.4%,组件的功率能够到16.4,下一个能够用铜铟镓硒的方式。现在欧美都在拼命开展薄膜电池,我们有很多新的薄膜电池在开展,这个都是一些效果,不同的一些效果,当然它最大的特色能够柔性型的。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方法用做CIGS,他们做的在我国最好。还有肖旭东他们做的,可是他的试验室在香港中文大学的试验室,它的设备就放在这个里边,我跑到里边一看,感觉跑到曩昔19世纪居里夫人的试验室,很粗陋的房子,设备就放在这个里头,香港中文大学那个当地,由于那个当地很紧,它又是新提出来的项目,十分艰苦,可是做的很好,到深圳就十分好,深圳建那个试验室就十分好了。我们也在做不锈钢堆卷的60厘米宽的,在中试,在做。当然铜铟镓硒资料太贵。我们做了一些理论剖析,也在做电池,功率能够做到9%左右,甚至于到10%左右。
  
  最终是锌电池,能够做成柔性的,能够用炭的纳米管,一个光子能够发生两对光学电池对,别的一个宽光谱太阳能电池,我吸收不同波段的太阳光,能够做成多极的电池,或许中间带锡的电池,中间带锡的电池理论功率63%,这是不同效果。如果这样来做,资料本钱就比较贵了,所以就要做CPV了,不能用这么大的面积作为资料就很贵,资料做很小,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。最近功率能够到达43%左右,还有OPV,很廉价,用有机资料来做,基本上科学问题,载流值,分散问题,还有资料问题,都是综合在一起的,当然这个里边我们需求新资料,新概念,还要把化学物理资料,工程,把它结合起来,要把微观的,微观的一些现象把它结合起来,特别是要产学研结合,这个十分重要,尤其是现在产学研要结合起来,所以太阳能技能的开展远景十分光亮,当时要促进使用,开辟国内市场,要进步技能,把握关键技能,要进行设备工艺资料的研讨,要官产学研结合,产学要提早介入,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国际,这个也是我们各位在座从事这项职业的意图,把这项工业把它面向更好的开展,是处理人类深层可持续开展十分严重的问题。

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