沈輝：十年內(nèi)晶硅電池地位不可取代

    鋰電世界  2015年3月26日，"光伏新標準應(yīng)用交流會暨集散式光伏系統(tǒng)方案技術(shù)研討會"在深圳成功舉辦。本次會議由禾望電氣主辦，邀請了中國電力科學(xué)研究院、中山大學(xué)太陽能研究所、上海電力設(shè)計院等單位的相關(guān)專家和領(lǐng)導(dǎo)蒞臨出席并發(fā)表主題演講。中山大學(xué)太陽能研究院院長沈輝、上海電力設(shè)計院郭家寶副總工程師、禾望電氣太陽能研發(fā)部總經(jīng)理曾建友以及服務(wù)部總監(jiān)蔡海濤發(fā)表了精彩演講。來自行業(yè)協(xié)會、研究機構(gòu)、測試機構(gòu)、國內(nèi)主要發(fā)電公司、光伏企業(yè)和媒體的50多位嘉賓共同出席了本次會議。
　　
    會議中，中山大學(xué)太陽能研究院院長沈輝教授發(fā)表致辭并發(fā)表了《光伏發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢》的演講。在演講中，沈輝教授分享了他的一個判斷，在未來的十年乃至更長的時間，晶體硅電池的主導(dǎo)地位很難被替代。

    沈輝教授表示，太陽能光伏產(chǎn)業(yè)和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有很大的相通性。作為支撐當(dāng)前的信息社會的主要技術(shù)，90%以上的微電子產(chǎn)品都是從硅材料制造而來，另外10%左右的半導(dǎo)體材料來自于III-V的半導(dǎo)體材料。而當(dāng)前的主流太陽能產(chǎn)品也是建立在晶體硅的基礎(chǔ)上發(fā)展而來從資源角度來看，作為地球范圍內(nèi)分布最廣的元素之一，硅元素構(gòu)成了地殼總質(zhì)量的26.4%，僅次于第一位的氧（49.4%）。在一定程度上來說，硅材料是取之不盡，用之不竭的。
　　
    從技術(shù)角度，從20世紀五十年代到現(xiàn)在為止，晶硅電池技術(shù)暫時還沒有呈現(xiàn)出衰亡的跡象。這一點，我們可以參考相機的發(fā)展歷史。從黑白相機、到彩色相機，再到如今的數(shù)碼相機，一次次的顛覆性技術(shù)讓前一代產(chǎn)品逐漸衰亡。而太陽能電池技術(shù)目前還沒有出現(xiàn)可以割裂出代差的劃時代新技術(shù)。目前媒體常常說的所謂第一代、第二代或者第三代光伏技術(shù)其實都是不科學(xué)的稱呼。太陽能技術(shù)仍處于第一代時期，沒有第二代，更遑論第三代技術(shù)。究其根本，給技術(shù)分代，是一個嚴謹、科學(xué)的事情。從原理上看，目前的太陽能電池其本質(zhì)就是半導(dǎo)體材料科學(xué)，都是來源于P-N結(jié)。只要這種狀況沒有發(fā)生改變，現(xiàn)有的各種新方向技術(shù)，是不能夠作為分代依據(jù)的。即使是在歐洲的光伏科學(xué)界，也是不承認第二代、第三代太陽能技術(shù)的--包括薄膜電池與聚光光伏技術(shù)，都尚屬第一代范疇。
　　
    對于晶硅電池與薄膜電池之間的關(guān)系，沈教授用了"不矛盾"來解釋。晶硅電池與薄膜電池同屬于一個太陽能技術(shù)，雖然不同方向，但沒有你死我活的爭端，兩者的主要爭論點更應(yīng)該說是誰是主角誰是配角的問題。其產(chǎn)品特性決定了在不同的環(huán)境中有不同的使用度。晶體硅電池技術(shù)一直在進步，2010年的時候晶硅電池普遍只有10%的轉(zhuǎn)換效率，但經(jīng)過四五年來的發(fā)展，多晶硅電池轉(zhuǎn)換效率達到了18%，單晶硅電池更是在向20%的效率邁進，預(yù)測未來1-2年內(nèi)其平均轉(zhuǎn)換效率還將提升0.5個百分點。
　　
    當(dāng)前的晶硅電池技術(shù)也在分流，我們將看到光伏產(chǎn)業(yè)進入PERC電池時代。PERC電池稱謂來源于Passivated Emitter and Rear Cell的縮寫，即鈍化發(fā)射極背面接觸電池。目前臺灣地區(qū)已經(jīng)有PERC電池的規(guī)模化生產(chǎn)，大陸光伏企業(yè)也起步多時。PERC技術(shù)是一種同時適用于多、單晶硅電池的技術(shù)，當(dāng)前效率分別為19.5%-20%、20%-21%的分布范圍，個別企業(yè)已經(jīng)做到了22%的最高效率，前景巨大。
　　
    在論述薄膜電池與晶硅電池技術(shù)的關(guān)系的時候，沈輝教授還用HIT電池做了例子。HIT太陽能電池是一種利用晶體硅基板和非晶硅薄膜制成的混合型太陽能電池，在一定程度上可以說是晶硅技術(shù)與薄膜技術(shù)的結(jié)合。日本企業(yè)在HIT技術(shù)可以說走在了前沿，國內(nèi)企業(yè)更多的是牛刀小試，在規(guī)模化生產(chǎn)方面仍然落后于人。這是單純的電池技術(shù)問題，還由國內(nèi)裝備制造水平與材料科學(xué)息息相關(guān)。不過中國光伏企業(yè)也自有其優(yōu)勢，天合光能的多晶硅電池技術(shù)轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達到了24.4%，打破了德國弗勞恩霍夫研究院十?dāng)?shù)年來的壟斷地位。總結(jié)而言，未來晶體硅電池技術(shù)不會衰弱，但會逐漸演變?yōu)橛蒔ERC電池、HIT電池以及IBC電池為主導(dǎo)方向的更多元時代。