從1954年第一塊光伏電池問(wèn)世,光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展至今已有六十多年的歷史,但是光伏技術(shù)在長(zhǎng)達(dá)四十多年的時(shí)間里都被美國(guó)壟斷,直到今年,由澳大利亞悉尼新南威爾士大學(xué)(UNSW Sydney)馬丁·格林主導(dǎo)的光伏團(tuán)隊(duì)研發(fā)的PERC技術(shù)才真正替代了之前美國(guó)人在1970年研發(fā)的光伏技術(shù),成為行業(yè)的技術(shù)主流。
對(duì)此,硅太陽(yáng)能電池世界頂級(jí)專家,悉尼新南威爾士大學(xué)卓越教授馬丁·格林頗為感慨,他在9月4日中澳科學(xué)未來(lái)會(huì)議期間接受記者采訪時(shí)說(shuō):“PERC技術(shù)從今年開(kāi)始才真正改變光伏產(chǎn)業(yè)的歷史,從出貨量上首次超越了美國(guó)人研發(fā)的已經(jīng)主導(dǎo)行業(yè)四十多年的核心光伏技術(shù),成為當(dāng)前主流企業(yè)都在大規(guī)模商用的一種新技術(shù)。”
光伏發(fā)電成本還有25-50%的下降空間
馬丁·格林在悉尼新南威爾士大學(xué)工程學(xué)院組建的研究團(tuán)隊(duì)是國(guó)際上光伏研究領(lǐng)域最大也是最知名的大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)。這得益于這所世界五十強(qiáng)名校的支持。1974年,馬丁·格林加入悉尼新南威爾士大學(xué),專注于太陽(yáng)能電池的研究。他和他的團(tuán)隊(duì)發(fā)明的PERC電池改變了光伏產(chǎn)業(yè)的命運(yùn)。悉尼新南威爾士大學(xué)已經(jīng)簽署了一項(xiàng)創(chuàng)新性的能源購(gòu)買(mǎi)協(xié)議(PPA),幫助大學(xué)在2020年實(shí)現(xiàn)校園能源使用中的碳中和。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)利用的就是馬丁·格林團(tuán)隊(duì)發(fā)明的PERC太陽(yáng)能電池技術(shù)。
國(guó)際能源網(wǎng)記者獲悉,他帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)保持了三十多年的硅太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率世界紀(jì)錄。這也被譽(yù)為光伏發(fā)展歷史的十大里程碑之一。對(duì)于光伏產(chǎn)業(yè)的技術(shù)發(fā)展,馬丁·格林有自己的獨(dú)到見(jiàn)解。
光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度超乎想象,成本下降的速度同樣令人嘖嘖稱奇。過(guò)去十年的時(shí)間,光伏度電成本下降超過(guò)九成,盡管速度如此驚人,但目前看來(lái),依然沒(méi)有觸底。馬丁·格林接受記者采訪時(shí)表示:光伏發(fā)電成本還有25-50%左右的下降空間。
馬丁·格林進(jìn)一步分析認(rèn)為:目前PERC技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)25%的轉(zhuǎn)換率,但是以硅太陽(yáng)能電池作為底電池,與銅鋅硫等材料制成的太陽(yáng)能電池相結(jié)合,把光伏發(fā)電的轉(zhuǎn)換效率提高到30%,甚至40%在理論上都是可行的。
需要尋找的合適原材料需要具備四個(gè)特征,第一是性能穩(wěn)定,不會(huì)因?yàn)闀r(shí)間和環(huán)境的改變導(dǎo)致發(fā)電效率有明顯的衰減;第二是材料可以吸收與硅不同的光譜,增加發(fā)電的效率;第三是這些材料在元素儲(chǔ)備上相對(duì)充足,可以做到比較低的使用成本;第四是這些材料沒(méi)有明顯的毒性。
馬丁·格林提出拓展光伏原材料的理論也是通過(guò)研究目前行業(yè)較為熱門(mén)的鈣鈦礦電池技術(shù)得出的結(jié)論。盡管鈣鈦礦電池目前很熱,但是馬丁·格林認(rèn)為它的短板非常明顯,其中最大的問(wèn)題有兩點(diǎn),一是鈣鈦礦電池不夠穩(wěn)定,在沒(méi)有更好的解決方案之前,并不適合商用;二是鈣鈦礦含有鉛等有毒有害物質(zhì),它因?yàn)榭梢匀苡谒苋菀讓?duì)環(huán)境和人身造成損害。如果沒(méi)有妥善解決毒性問(wèn)題,鈣鈦礦電池依然
澳大利亞將在2022年實(shí)現(xiàn)
光伏和風(fēng)電發(fā)電占比30%的目標(biāo)
談到中國(guó)和澳大利亞在可再生能源領(lǐng)域發(fā)展的差異性,馬丁·格林介紹說(shuō),盡管中國(guó)的光伏組件產(chǎn)量和裝機(jī)量世界第一,但從人均使用的角度看,澳大利亞更勝一籌。盡管澳大利亞政府并不是特別支持可再生能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,因?yàn)檎畵?dān)心大力發(fā)展可再生能源會(huì)讓以煤礦為經(jīng)濟(jì)支柱的澳大利亞部分地區(qū)陷入高失業(yè)率、經(jīng)濟(jì)下滑的危險(xiǎn)境地。但是,澳大利亞在可再生能源的發(fā)展方面并不遜色,在2022年會(huì)實(shí)現(xiàn)發(fā)電占比達(dá)到30%的目標(biāo)。
根據(jù)《2019澳大利亞清潔能源報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示:2018年,澳大利亞平均每分鐘安裝6塊光伏組件,工商業(yè)光伏增長(zhǎng)了45%,戶用光伏增長(zhǎng)了43%。全年新增光伏裝機(jī)1.55GW。
馬丁·格林介紹說(shuō):“由于澳大利亞火電價(jià)格昂貴,即使在冬天,澳大利亞光伏發(fā)電占電網(wǎng)比例也有6%至7%。有不少也配備儲(chǔ)能設(shè)備,盡管儲(chǔ)能設(shè)備也耗費(fèi)一些成本,但總體計(jì)算下來(lái),光伏發(fā)電的度電使用成本依然比購(gòu)買(mǎi)火電要低得多。”
中國(guó)作為光伏組件和設(shè)備最大的生產(chǎn)國(guó),與澳大利亞這個(gè)國(guó)內(nèi)幾乎沒(méi)有光伏制造產(chǎn)業(yè)的光伏產(chǎn)品消費(fèi)國(guó)是天然的同盟,因此,中國(guó)和澳大利亞在未來(lái)的光伏領(lǐng)域會(huì)有非常多的合作機(jī)會(huì)。馬丁·格林表示,目前他們的團(tuán)隊(duì)也與中國(guó)的很多光伏廠商展開(kāi)各種合作。
中國(guó)引領(lǐng)世界光伏發(fā)展
馬丁·格林作為一名教授,迄今為止已經(jīng)指導(dǎo)了一百二十多名博士生從事光伏產(chǎn)業(yè)的相關(guān)學(xué)術(shù)研究,其中有50人來(lái)自中國(guó),其中最有名的是施正榮。這些人目前已經(jīng)是我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的中流砥柱。
談到施正榮,馬丁·格林臉上依然流露出自豪的表情。他說(shuō):“施正榮是我?guī)н^(guò)的第十二個(gè)博士生,他把光伏產(chǎn)業(yè)的先進(jìn)技術(shù)帶回到中國(guó)。在他的引領(lǐng)下,很多中國(guó)的光伏企業(yè)在美國(guó)上市融資,資本的介入促進(jìn)了中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。在本世紀(jì)之前,中國(guó)的光伏組件幾乎是零,但在像施正榮這樣的新南威爾士大學(xué)學(xué)成歸國(guó)的學(xué)生們的引領(lǐng)和帶動(dòng)下,中國(guó)的光伏組件的出貨量取得了突破性進(jìn)展。”
中國(guó)的光伏企業(yè)不斷向前發(fā)展,各個(gè)企業(yè)的產(chǎn)能不斷提高,甚至讓光伏組件出現(xiàn)了供過(guò)于求的局面,但正因如此,光伏組件的成本得以迅速降低。馬丁·格林表示,中國(guó)在2008年之后已經(jīng)在世界光伏市場(chǎng)占據(jù)了絕對(duì)主導(dǎo)的地位,中國(guó)國(guó)內(nèi)光伏企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)也變得格外激烈,由于中國(guó)光伏的發(fā)展,讓光伏電池板的價(jià)格在過(guò)去十年的時(shí)間下降了20倍。中國(guó)在推動(dòng)光伏平價(jià)上網(wǎng)方面做出了巨大的貢獻(xiàn)。
馬丁·格林預(yù)測(cè),到2030年,在中國(guó)的帶動(dòng)和引領(lǐng)下,世界光伏裝機(jī)量可以達(dá)到1TW的水平,光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,將改變?nèi)藗兊慕?jīng)濟(jì)環(huán)境和生存環(huán)境。未來(lái),可再生能源完全取代火電是可以實(shí)現(xiàn)的目標(biāo),那一天究竟何時(shí)到來(lái),需要澳大利亞和中國(guó)乃至全世界能源人共同努力!
原標(biāo)題:光伏成本還有25%的下降空間!轉(zhuǎn)換效率可以提至40%