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何祚庥:抓紧发展第三代光伏发电技术

北极星太阳能光伏网  2012-9-17 9:35:34    我要投稿

北极星太阳能光伏网讯:第三代光伏发电技术和第一代、第二代有什么不同?

何祚庥:第一代、第二代光伏发电技术都是用半导体技术。第一代指的是晶体硅光伏发电,分为单晶硅和多晶硅,现在用得非常普遍,我们国家在这个市场占有很大份额。第二代指的是品种繁多的薄膜电池,优点是材料用量少,最大的缺点是光电转化率只有晶体硅的一半。主要品种有:非晶、纳米晶、微晶等硅薄膜;铜铟镓硒组成的薄膜;碲化镉薄膜;铜锌硒硫锡组成的薄膜;新出来的一个品种,是砷化镓薄膜电池,据报道,其转化率已高达28.2%。我个人认为,这将是诸多薄膜电池中,最有发展前景的品种。

第三代光伏发电技术,核心是引入了现代光学技术,从半导体技术转向了现代光学技术,这是光伏产业未来的发展方向。这里的核心技术是聚光。根据爱因斯坦的光电定律,发电量和光的强度成正比,聚光可以多发电。关键是要非常均匀地聚光,因为如果不均匀的话,设备会按照最弱的部分来发电。均匀聚光,是近几年发展起来的新技术,叫无光像自适应光学,技术含量非常高。通过这样的聚光,可以大大提高电池的转化率。例如,单晶硅的理论转化率是28%,现在产业化已经做到了25%,但如果引入现代光学,通过聚光可以用一块单晶硅电池片发出“多倍”的电量。

再有就是跟踪技术,就是跟踪太阳,适应太阳光在空中不断移动。这是现代天文望远镜已经解决的问题。因为地球绕太阳的公式已经高度精确了,把地球绕太阳的公式带到一个芯片里,可以实现一直跟踪。

另外,还有高效的聚光电池技术。转化效率第一位的是砷化镓光电池,国外有一些研究。但砷化镓的市场价格太贵,必须高倍聚光才有经济效益。居第二位是硅基光电池,中科院采用的就是这个类型。我们实验用的N型晶体硅电池转化效率是22.5%,通过6倍聚光以后,一块电池的光电转化率增加到24.5%,实际产出的电量是6×24.5%=135%。

为什么要发展第三代光伏发电技术

我们调研了解到,我国在第一代光伏发电方面居世界领先地位。第二代光伏发电技术,也就是薄膜技术,国内还处于开发研制阶段,产业化成功的很少。您现在建议抓紧开发第三代光伏发电技术,这基于什么考虑?

何祚庥:我们过去在有关太阳能光伏电池的思维模式中,眼睛只看到半导体技术。现在因为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。

来源:经济日报
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