光伏电池革命解读分析
如果一个企业是买设备做产品,就已经落后了,国外的好技术是不会卖给你的。中国做光伏发电的企业,买进的设备没有什么两样,那最后谁能享有高估值呢?” 有此质疑的人是美国Optony(普尼)公司的创始人兼CEO于平荣博士,该公司是薄膜聚光太阳能电池的首创者。于平荣将基于此技术的光伏发电产品归类为 2.5代。
于平荣认为,要做一个成功的太阳能企业,低成本和高转换率是目标,过去的半个世纪里,没有任何一个企业能够同时做到这二者。当今世界有各种高效高成本、低效低成本的太阳能电池技术路径,如果竖轴是成本,横轴是转换率,人们会发现,各种技术的连线是在同一条斜线上,没有一个技术走出这条“死线”。“但我们做到了”。
之所以称薄膜聚光太阳能电池为2.5代,是因为其基于二代薄膜电池的材质基础,却嫁接了第三代太阳能电池的聚光技术。“低价的光学材料会把太阳光聚焦在很小的薄膜电池上,进一步减少半导体的应用,也节省了电池面积和成本。而普通的太阳能电池没有用光学材料帮助采光,进而生产成本很高”。
Optony(普尼)公司对外宣称产品转换率在20%以上(目前最高达到21.1%),而这一转换率是建立在比所有太阳能电池更低成本的基础上:与晶硅电池路径相比,薄膜电池能够显著降低成本,从工艺本质、生产流程上要简单得多。据了解,Optony公司电池板的生产成本仅是传统薄膜电池板的25%左右。
分析师符彩霞认为,Optony(普尼)公司的技术能否成功,关键看它的工业化生产后的转化效率能否保持在20%以上。对此,于平荣肯定地表示,“转化率远远高于硅薄膜的6%,同时也高于普通晶体硅电池的17%,而且绝对没有衰退。”
于平荣在美国国家可再生能源实验室工作过5年,该团队2009年5月份获得了ENI奖(被誉为能源研究领域的诺贝尔奖)。该实验室里证明了第三代太阳能电池可以达到60%以上的光转换率,其原理是通过多激子过程让一个光子激发多个电子。
依靠2.5代薄膜聚光太阳能发电技术,Optony(普尼)公司目前已经得到多家天使投资人的投资,美国能源部也奖励其25万美元的经费,以加速其产品的产业化进程。据了解,Optony(普尼)公司已经打算在国内设厂,“具体选址可能会在杭州”。
在销售上,Optony(普尼)公司将目光首先放在商用太阳能市场(占比60%),准备采取“有竞争力的定价策略”。依托其低成本高转换率的太阳能电池技术,一旦大规模产业化成为现实,很可能使传统技术受到严重挑战。
对国内的太阳能产业现状,于平荣表示,“中国在产能上已经超越了其他国家,这是个事实,但却是个没有很大意义的事实。中国在加工生产上超越其他国家的东西多了,但谁有高额利润?两头在外是做不了第一的。太阳能电池的超越需要有一个意愿,包括企业、府有没有意愿超越别人做第一。”
于平荣认为,“太阳能电池企业之间不该相互间争风吃醋,互相揭短,而是需要一起跟传统能源去争。谁比无锡尚德做得好没有意义,只有比传统电力成本低才是方向。”
普尼太阳能(杭州)有限公司是一家世界领先的集太阳能产品生产,研发,及服务三位一体的跨国公司。
普尼于2007年在美国硅谷成立。公司在创立早期即得到了美国能源部的资助,并跟美国国家可再生能源实验室合作产品开发。公司拥有自主知识产权的高效薄膜太阳能技术,其光电转换效率和-成本等核心参数均居世界领先水平。包括纽约时报在内的多家媒体对普尼作过报道。美国能源部曾撰文指出普尼的技术是“革命性的”。
2009年,中国上市公司哈高科与普尼联手成立注册资本1500万美元的普尼太阳能(杭州)有限公司,共同打造基于杭州的太阳能基地。公司得到了杭州地方府的大力支持。
普尼公司拥有世界顶尖水平的技术和管理团队,包括世界级太阳能专家,跨国公司,纳斯达克上市公司和中国上市公司的高级经理人等。普尼公司结合先进的技术和管理水平,借力于不同国家和地区的各种有益资源,创立世界一流的太阳能公司。
普尼公司致力于建立以人为本,不断提高,世界领先的公司文化。公司对环境保护和绿色能源有强烈的责任感和使命感。普尼公司欢迎认同我们的理念,具备很高职业素养、积极向上的顶级专业人士加入我们的团队。公司为员工提供世界级的平台,多元化的成长空间。
高效低成本电池面世 廉价太阳能不再遥远
如果能够在日间充分收集半个小时的太阳能，便可解决人类一年的能源之需，不过这只是理论愿景，现实是人类在享受免费而又海量的太阳能之前必须跨过几道难度很大的坎。首当其冲的便是降低太阳能电池的材料成本，改变光伏产业依赖政府补贴的现状，而最近美国加州理工学院的一项研究成果，以及IBM新推出的一款新型高效薄膜太阳能电池，让我们看到了太阳能真正变“便宜”的希望。
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硅丝电池高效低价
据《科学美国人》消息，加州理工大学的科研人员日前成功采用新技术研制出一种硅金属丝太阳能电池，他们将传统的硅做成微米级(一微米等于百万分之一米)金属丝，外部裹有能弯曲、柔软而又有弹性的有机聚合物。
这种新型太阳能电池可吸收射入光线中85%的光谱，在强光时段的吸收率甚至可达96%，这个效率与传统的硅太阳能电池几无二致，但其消耗的硅量却仅为传统硅电池的1%。这一成绩得益于科学家们研发出的全新制作工艺，加州理工学院的研究人员将垂直的硅丝线安装在聚二甲基硅氧烷平板上，并在硅丝的表面涂加氧化铝纳米颗粒以反射与散射阳光，让硅丝能够有效吸收从任意角度射入的阳光。
加州理工学院已将这一突破性研究成果发表在了2月14日出版的《自然材料》上，不过这一技术目前尚未正式投产，但研究者对利用硅丝大批量制作薄膜太阳能电池充满信心。该项目的研究员、加州理工学院化学教授奈特·里维斯表示：“未来光伏电池的制造首先要考虑光谱的吸收能力，同时必须兼顾成本和便利性，硅丝拥有全部优势，我们有太多理由相信，未来几年内，它将成为薄膜电池量产的生力军。”
IBM廉价高效薄膜电池面世
几乎是在加州理工学院公布最新研究成果的同时，IBM公司材料科学家大卫·米兹及其研究团队在最新一期的《先进材料》上发表了一份研究报告，正式宣告IBM成功研制出一款价格低廉但却拥有超高光电转化率的多元化合物薄膜太阳能电池。凭借全新的制作工艺，该薄膜太阳能电池的光电转换率高达9.6%，这个数据并非实验室的一家之言，而是经由美国能源部正式测试并予以公布的。值得注意的是，此前用同样材料(不含铟、镓或镉的相关化合物)制成的薄膜电池光电转换率仅为6.7%，比这种新型薄膜电池的效率要低40%，这也创造了同类材料太阳能薄膜电池转换效率的世界纪录。
相较传统的多元化合物薄膜太阳能电池，这种新型的薄膜电池在光电转化效率上同样不落下风，并且在成本上拥有绝对优势。据美国第一太阳能公司(First Solar)公布的最新数据，它们生产的铜铟镓硒(CIGS)薄膜电池和碲化镉多晶薄膜电池的转换效率为11%左右，但每瓦特的电价却高达1美元，这主要是由碲、铟等原材料稀缺、价格高昂所致。IBM新款薄膜电池的原料是铜、锌、锡、硒和硫磺5种原料的组合，全部都是相对常见，价格低廉的原材料。
应用前景谨慎乐观
目前这两种技术都还没有进入实质性的投产阶段，但却为当下太阳能利用中成本与效率难以兼得的尴尬局面带来了新的思路，低成本和接近当前主流水平的效率让它们拥有了良好的应用前景。
目前在光伏业界，硅类太阳能电池依然是主流，也有很多太阳能企业，如日本的夏普，正致力于研发利用多聚物等有机原材料制造薄膜太阳能电池，但在光电转换环节，有机物薄膜电池与传统的硅电池还有很大差距，简言之就是硅电池效率高但是贵，非硅电池虽然便宜但效率低。而像纳米晶太阳能电池这样更加新型的光伏电池则还在研究当中。
在这样的背景之下，加州理工学院将有机材料的灵活可塑与硅电池的高效相结合，有效降低了成本，无疑为当下的太阳能电池研究提供了新的思考空间，而一旦真正被应用于实践，硅丝电池在某种意义上还能催生一个新的行业。
对于IBM的新型薄膜电池，从表面看，米兹的研究团队仅仅是替换了常规多元化合物薄膜电池中的几个原材料，但这种新型薄膜电池的精妙之处在于独特的制作工艺。常规的薄膜电池在制造过程中涉及在真空状态下的气化喷涂和沉积，而这需要耗费大量的能量来实现；米兹和同事则大多是在液体和粒子的混合状态下进行操作，比如铜和锡是液态，而锌是粒子状态，这在电池制造过程中将大幅降低浸渍、喷涂和隙缝浇注的成本。IBM表示，公司无意于将该技术用于自产薄膜电池，而是打算作为专利持有人向其他公司出售这一技术。
但这两种技术毕竟还处于实验室阶段，尚未经历过实践检验，而按照以往经验，实验室里的光伏电池在“实战”中效率总会打折扣。以单晶硅太阳能电池为例，它在实验室里的最高光电转换率达到了24.7%，但在量产后的实际应用中却降到了15%左右。与此同时，在与核能等清洁能源行业的同步发展的过程中，竞争关系是客观存在的，取舍在所难免，太阳能能否依靠新技术切实实现廉价高效，与包括传统能源在内的各种能源分庭抗礼，还要留待实践检验。