第二代光伏發(fā)電技術(shù)=花式品種繁多的薄膜電池,主要有:
1)非晶、納米晶、微晶等硅薄膜,
2)CIGS即銅銦鎵硒組成的薄膜,(注:漢能技術(shù)路線)
3)TeCd碲化鎘薄膜,
4)一個(gè)新發(fā)展是CZS3(Sn,Se,S)即由銅鋅二價(jià)元素和六價(jià)元素硒和硫還有四價(jià)元素錫組成的薄膜,優(yōu)點(diǎn)是材料成本低廉,而且比較豐富。
5)新出現(xiàn)的一個(gè)品種是,GaAs砷化鎵薄膜電池,據(jù)報(bào)導(dǎo),其轉(zhuǎn)化率已高達(dá)28.4%!我個(gè)人認(rèn)為,這將是諸多薄膜電池中,最有發(fā)展前景的品種。(注:漢能技術(shù)路線)
第三代光伏發(fā)電技術(shù)=“太陽能煉硅+跟蹤+聚光+高效聚光硅電池”。
當(dāng)然,也有人認(rèn)為是“高倍聚光+跟蹤+高效聚光砷化鎵電池”。
當(dāng)前人們對(duì)
光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,有不少質(zhì)疑,工信部就認(rèn)為光伏產(chǎn)業(yè)從高純硅的提煉到光伏組件的生產(chǎn),有不少“環(huán)節(jié)”屬高耗能、高污染的行業(yè),僅能量的回收,至少長(zhǎng)達(dá)2~3年!原因在于,用改良西門子法生產(chǎn)多晶硅,耗能高達(dá)150~200度/公斤,同時(shí)又產(chǎn)生出高污染環(huán)境的四氯化硅。“第三代”光伏技術(shù)將大幅度減少多晶硅的用量,而太陽能煉硅就不僅可少耗能,而且沒有污染,已在2011年第7期的《物理學(xué)報(bào)》,寫了一篇正式發(fā)表的論文。
為什么“第三次”光伏技術(shù)能大幅度節(jié)約多晶硅?其技術(shù)措施是:
1)跟蹤:已做出性能極好的,可避免風(fēng)、雨、雷、雹,包括沙塵暴污染的跟蹤漏斗,至少將直射光發(fā)電量增加30%~40%。這將使多晶硅的用量減少30%~40%,而且已做到2.0~3.0元/每瓦的跟蹤成本。
2)聚光: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(duì)“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。
這一散熱片的突出優(yōu)點(diǎn):能大幅度降低硅片工作溫度,同時(shí)也就增加了發(fā)電量和延長(zhǎng)電池片的使用壽命。增加發(fā)電量和延長(zhǎng)了使用壽命,也就是少使用多晶硅。
3)聚光高效硅基電池:硅電池的轉(zhuǎn)化率越高,所消耗的多晶硅就越少。目前用的是美國(guó)SunPower公司供應(yīng)的轉(zhuǎn)化率為22%的n型硅基聚光電池。而很“妙”的是,在聚光的條件下,聚光電池,會(huì)出現(xiàn)非線性增長(zhǎng)。4倍聚光導(dǎo)致閉路開環(huán)電壓增長(zhǎng)了10%!因而這一n型光電池就呈現(xiàn)出24.5%的轉(zhuǎn)化率!很希望有新型更高效的,如砷化鎵薄膜等聚光電池的出現(xiàn)。
4)在所有上述介紹的“綠色”技術(shù)中,最為“核心”的技術(shù)是太陽能煉硅。
太陽能煉硅有一系列優(yōu)點(diǎn):a)將大幅度降低化石能源消耗,b)完全沒有四氯化硅……等污染,c)高質(zhì)量,壽命長(zhǎng),只有微弱的光致衰減,d)低成本,有“可能”將當(dāng)前太陽能高純硅約250~500元/公斤的市場(chǎng)價(jià)下降到僅75~150元/公斤,e)將多晶硅產(chǎn)業(yè)變?yōu)榫G色產(chǎn)業(yè)。
上述“綠色”發(fā)電技術(shù),或“第三代”
光伏發(fā)電技術(shù),已有一個(gè)演示的“窗口”,也就是在甘肅省武威地區(qū)已建成的“4倍聚光+轉(zhuǎn)盤式跟蹤”,峰值功率為1兆瓦的小型光伏電站。
最近,在距北京市180公里的內(nèi)蒙古多倫地區(qū)又建設(shè)一組示范電站。已選擇其中兩個(gè)轉(zhuǎn)盤(峰值功率為100千瓦)每天紀(jì)錄發(fā)電量,長(zhǎng)期在綠色電力網(wǎng)上公布。
自2011年9月16日起,直到10月9日止,共發(fā)了13280度電。平均每千瓦日發(fā)電5.5度,約是內(nèi)蒙古地區(qū)同等峰值功率不跟蹤的平板式光伏電池每千瓦日平均發(fā)電量3.5度的1.57倍。當(dāng)然,這一光伏發(fā)電站年平均日發(fā)電量是多少,要在一年以后,才能給出最終數(shù)字。
2011年第六期的《光伏產(chǎn)業(yè)觀察》發(fā)起一個(gè)討論,聚光光伏是“顛覆”我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè),還是“夭折”的討論。
原因是,國(guó)外已出現(xiàn)“聚光光伏”的“飛躍”,已做到每年以大于40%的速度迅速上升。下面是國(guó)外對(duì)聚光光伏“現(xiàn)有”和“未來”安裝量的統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè):
由于國(guó)外“聚光光伏發(fā)電”技術(shù)用的是砷化鎵電池片,其光電轉(zhuǎn)化率可高達(dá)30%~40%,聚光后可能大幅度降低發(fā)電成本。雖然砷化鎵價(jià)格比硅電池貴100~300倍,但400倍、1000倍或2000倍聚光后,可大幅度抵消砷化鎵光電池比硅基電池貴100~300倍的價(jià)格。可望和晶體硅以及各式各樣的薄膜電池,在價(jià)格上進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。國(guó)外有報(bào)導(dǎo)說,在太陽能資源屬一類地區(qū),上述高倍聚光技術(shù),已做到0.8元/度電的發(fā)電成本。國(guó)內(nèi)已有不少單位投入巨額資金,跟蹤這一新技術(shù)。據(jù)報(bào)導(dǎo),四川中漢太陽能電力有限公司已投資76億元打造太陽能聚光光伏發(fā)電裝備基礎(chǔ),已在成都雙流新能源產(chǎn)業(yè)功能區(qū)開工。而我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)中占90%以上的多數(shù)企業(yè),均是晶體硅技術(shù)。這就提出這一新崛起的“第三代”光伏發(fā)電技術(shù),是否可能“顛覆”我國(guó)正在飛速發(fā)展的晶體硅光伏產(chǎn)業(yè)的質(zhì)疑!