編者按:11月19日,在首屆中澳科技創(chuàng)新高峰研討會上,悉尼新南威爾士大學(xué)與中國科學(xué)院戰(zhàn)略咨詢研究院宣布確立新型合作伙伴關(guān)系,將在“能源”“新一代材料”“人工智能”等領(lǐng)域,共同促進(jìn)澳中兩國科研工作的全球推廣。
研討會期間,就未來兩國光伏合作方向、儲備技術(shù)發(fā)展、政策走向等相關(guān)話題,本報(bào)記者專訪了悉尼新南威爾士大學(xué)光伏和可再生能源工程學(xué)院副教授郝曉靜博士。
中國能源報(bào):作為鋅黃錫礦(CZTS)光伏材料的研究者,您的團(tuán)隊(duì)已創(chuàng)造4項(xiàng)世界紀(jì)錄,設(shè)定了其11%的基準(zhǔn)效率,您認(rèn)為該項(xiàng)技術(shù)有何優(yōu)勢?
郝曉靜:首先是成本優(yōu)勢明顯。CZTS,C代表銅,Z代表鋅,S是錫。這3種原料完全無毒無害,地殼產(chǎn)量豐富,所以整體成本很低。
其次是降低了未來發(fā)展將受制于資源短缺的可能。目前,薄膜技術(shù)發(fā)展較好的是銅銦鎵硒(CIGS),其中需要金屬銦。從科學(xué)角度分析,銦是ITO(氧化銦錫)的主要組成部分,在LED領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛;LED需求越來越大,而銦并不是地殼儲量豐富的元素,因此我們預(yù)測其價(jià)格會逐漸上升,將來如果CIGS做大做強(qiáng),銦可能會成為限制其大規(guī)模應(yīng)用的重要因素之一?;诖?,我們團(tuán)隊(duì)提出了CZTS,以代替CIGS。
再次,CZTS非常穩(wěn)定,其自身是天然礦物質(zhì),即使在550℃-580℃的制備溫度下,也可保持長久穩(wěn)定。
最后,應(yīng)用場景廣。作為薄膜技術(shù),CZTS可以和交通工具相結(jié)合,可以做光伏建筑一體化,同時(shí),還可以和晶硅相結(jié)合。
此外,我們研究的CZTS項(xiàng)目引用了一個(gè)CIGS工業(yè)生產(chǎn)的設(shè)備,一旦CZTS光轉(zhuǎn)化效率提升到20%,就可以直接應(yīng)用于原生產(chǎn)設(shè)備,可降低一大筆成本。
中國能源報(bào):此次與中國科學(xué)院合作將采取哪種模式?
郝曉靜:確立合作關(guān)系只是一個(gè)起點(diǎn),相當(dāng)于將中澳兩方能源領(lǐng)域的研究者聚集起來。未來我們希望建立一個(gè)人才智庫平臺,討論學(xué)科行業(yè)內(nèi)面臨的難題與挑戰(zhàn),這可以是單個(gè)領(lǐng)域內(nèi)部的合作,也可以是交叉學(xué)科之間的合作,比如新一代材料和光伏的結(jié)合。此外,我們還希望可以和工業(yè)界、政府聯(lián)合,將三方資源整合起來,以解決目前全球面臨的氣候變化、溫室氣體排放等問題。
針對我所研究的光伏領(lǐng)域,我認(rèn)為中澳科研機(jī)構(gòu)的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合非常重要,這有助于雙方審時(shí)度勢、互相學(xué)習(xí),推動進(jìn)一步發(fā)展。舉例來說,目前中國在集中式光伏電站上的成績十分突出,可以說在全球起到了領(lǐng)軍作用,但在分布式光伏方面,市場并沒有打開,相對來講,澳洲在分布式光伏方面做得稍好。因此,在各自較強(qiáng)的領(lǐng)域,有很多可以深入展開合作的項(xiàng)目。并且,隨著大數(shù)據(jù)、云端、自動化、物聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展,智能網(wǎng)絡(luò)也是雙方關(guān)注的重中之重。另外,雖然目前光伏產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程速度很快,但是我認(rèn)為太陽能并不局限于集中式和分布式市場。有光的地方就可以發(fā)電,未來太陽能電池如何和電動車進(jìn)一步結(jié)合,賦能充電樁,都是值得思考的問題與方向。
中國能源報(bào):請您介紹一下澳大利亞分布式光伏發(fā)展的具體情況。您認(rèn)為有哪些經(jīng)驗(yàn)、教訓(xùn)值得中國學(xué)習(xí)、借鑒?
郝曉靜:我用一組數(shù)據(jù)來回答這個(gè)問題——在澳洲,除去公寓,每5棟家用住房中就有1家安裝了屋頂光伏,成績還是較為突出的。
我認(rèn)為這得益于三個(gè)方面。
首先,澳洲政府設(shè)有專門支持新能源發(fā)展的科研機(jī)構(gòu)ASI,后轉(zhuǎn)化為ARI。這個(gè)機(jī)構(gòu)是一個(gè)基金機(jī)構(gòu),涵蓋新能源領(lǐng)域從基礎(chǔ)研究到實(shí)驗(yàn)室,再到產(chǎn)業(yè)化的全部過程,對澳洲光伏的發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用。
其次,澳洲早期曾出臺過一個(gè)非常值得推廣的政策——用戶主動購買太陽能電池就可以獲得補(bǔ)貼。雖然目前全球光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展很快,但是使用太陽能發(fā)電或其他新能源電力,對用戶來說還是一個(gè)新事物。所以,我認(rèn)為當(dāng)時(shí)這個(gè)政策在很大程度上提升了用戶接受新型電力的意愿。當(dāng)用戶得到實(shí)惠了,電費(fèi)降低了,甚至還能從中盈利了,整個(gè)產(chǎn)業(yè)就會自然而然地發(fā)展起來了。另外,澳洲也實(shí)行過一段時(shí)間的上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼,持續(xù)時(shí)間不長,但效果明顯。所以,從澳洲的經(jīng)驗(yàn)來看,我認(rèn)為政策的出臺要注意兩點(diǎn),一是適時(shí),二是針對不同的市場要有不同的政策。
當(dāng)然,中國的情況和澳洲是不一樣的。從住房結(jié)構(gòu)看,獨(dú)棟家庭住房數(shù)量不多,公寓占大多數(shù),但仍可尋求其他發(fā)展模式,畢竟在大規(guī)模應(yīng)用領(lǐng)域,商業(yè)模式有無限可能,這或許還需要政府的支持。針對于中國的現(xiàn)狀,我認(rèn)為,制定一個(gè)有梯度的補(bǔ)貼政策可能是不錯(cuò)的選擇。因?yàn)槊恳粋€(gè)光伏企業(yè)所處的發(fā)展階段都不同,這就需要制定一個(gè)綜合性政策,以維持光伏行業(yè)的健康發(fā)展。
中國能源報(bào):您如何預(yù)測光伏行業(yè)的未來技術(shù)發(fā)展趨勢?
郝曉靜:目前,全球90%的市場是晶硅市場,經(jīng)歷大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化后,晶硅價(jià)格優(yōu)勢明顯,其他新型太陽能電池很難與其抗衡。但要和火電談競爭力,晶硅電池還需要進(jìn)一步提高光轉(zhuǎn)換效率、降低成本。不可否認(rèn)的是,目前晶硅可壓縮成本的空間正逐漸縮小。剩下的10%是薄膜市場,薄膜的特點(diǎn)在于重量輕、可彎曲,應(yīng)用場景豐富,能適用于船、車等交通工具,在光伏建筑一體化上也可大展拳腳。
目前有很多人關(guān)心,薄膜到底可不可以代替晶硅成為下一個(gè)主流技術(shù)?針對目前大部分企業(yè)是做晶硅的現(xiàn)狀,有一種觀點(diǎn)是將薄膜作為高效疊層太陽能電池和晶硅相結(jié)合。在這種情況下,不僅可以提升產(chǎn)品的光轉(zhuǎn)換效率,薄膜還可以和晶硅一起發(fā)展,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。薄膜的成本通過產(chǎn)業(yè)化降下來后,或許可以成為第二代電池逐漸崛起。
目前,還有企業(yè)研究超薄晶硅,或?qū)⒌图墑e的硅氫能化,以提升它的轉(zhuǎn)換效率。另外,在新材料方面,除CZTS外,鈣鈦礦也是新材料熱點(diǎn),但還需克服不穩(wěn)定的問題。
原標(biāo)題:郝曉靜:鋅黃錫礦光伏材料前景可期