多元化太陽能電池技術(shù)發(fā)展

在現(xiàn)在的生活中，太陽能產(chǎn)品處處可見，人們用太陽能煮飯，還有太陽能熱水器等等，無處不見太陽能產(chǎn)品，當(dāng)然，最重要的還是太陽能發(fā)電，但是目前的技術(shù)并不能讓人們很好利用太陽能發(fā)電。專家認(rèn)為，目前鈣鈦礦太陽能電池技術(shù)發(fā)展很快，前景看好，但要判斷其能否成為主流技術(shù)尚為時過早，光伏行業(yè)應(yīng)繼續(xù)加大包括異質(zhì)結(jié)、TOP-CON、鈣鈦礦等多種新技術(shù)的研發(fā)力度，不斷推動降本增效，促進行業(yè)平價上網(wǎng)，實現(xiàn)光伏高比例發(fā)展。

鈣鈦礦太陽能電池是目前能源領(lǐng)域研究的前沿和熱點課題之一。近期，國際上傳來消息稱鈣鈦礦太陽能電池效率世界紀(jì)錄被刷新，達29.15%。專家認(rèn)為，目前鈣鈦礦太陽能電池技術(shù)發(fā)展很快，前景看好，但要判斷其能否成為主流技術(shù)尚為時過早，光伏行業(yè)應(yīng)繼續(xù)加大包括異質(zhì)結(jié)、TOP-CON、鈣鈦礦等多種新技術(shù)的研發(fā)力度，不斷推動降本增效，促進行業(yè)平價上網(wǎng)，實現(xiàn)光伏高比例發(fā)展。

近日，美國國家可再生能源實驗室(NREL)發(fā)布，德國海姆霍茲柏林材料所(HZB)開發(fā)出29.15%效率的鈣鈦礦-硅疊層電池，這是目前的最高效率，超過了之前報道的牛津光伏公司28%的效率。

同時，斯坦福大學(xué)(Stanford)和亞利桑那州立大學(xué)(ASU)研究團隊研發(fā)的單結(jié)鈣鈦礦太陽能電池也獲得了25.2%的效率，平了麻省理工學(xué)院學(xué)院(MIT)和韓國化學(xué)技術(shù)研究所(KRICT)創(chuàng)造的世界紀(jì)錄效率。

此外，NREL刷新了雙結(jié)(非聚光)薄膜太陽能電池的效率紀(jì)錄，獲得了32.9%的效率。

作為目前主流的光伏技術(shù)，晶硅市場份額超95%，盡管其發(fā)電成本也在持續(xù)緩慢下降，但其效率已越來越接近極限。如目前普遍采用的晶硅PERC技術(shù)，通常能達到22%左右的轉(zhuǎn)化效率，其技術(shù)路線圖預(yù)計最大量產(chǎn)效率接近24%。留給晶硅組件通過提質(zhì)增效降本的空間已經(jīng)很小?？紤]到光伏發(fā)電未來的持續(xù)發(fā)展，尋找更高發(fā)電效率的替代材料已是必然。

據(jù)了解，鈣鈦礦作為一種人工合成材料，在2009年首次被嘗試應(yīng)用于光伏發(fā)電領(lǐng)域后，因為性能優(yōu)異、成本低廉、商業(yè)價值巨大，從此大放異彩，被《科學(xué)》(Science)期刊評為2013年的十大突破性科技進展之一。在過去的十年里，鈣鈦礦電池研究發(fā)展迅猛，但穩(wěn)定性差一直是其弊端，為實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，還需要解決鈣鈦礦電池的穩(wěn)定性和大面積制作等問題。

近年來，全球頂尖的科研機構(gòu)和大型跨國公司，如牛津大學(xué)、瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院、日本松下、夏普、東芝等都投入了大量人力物力，力爭早日實現(xiàn)鈣鈦礦電池的量產(chǎn)。國內(nèi)多家光伏企業(yè)也在積極布局鈣鈦礦電池的技術(shù)研發(fā)，加快其量產(chǎn)化進程。

近期鈣鈦礦電池效率刷新世界紀(jì)錄，這一技術(shù)發(fā)展前景如何?是否能夠取代晶硅PERC技術(shù)成為主流技術(shù)路線?國內(nèi)光伏技術(shù)未來發(fā)展趨勢如何?這些問題備受業(yè)內(nèi)關(guān)注。

對此，晉能清潔能源科技股份公司總經(jīng)理楊立友在接受記者采訪時表示，“鈣鈦礦作為一個新興的技術(shù)，最近幾年發(fā)展非?？?。它有諸多優(yōu)勢，但也存在包括產(chǎn)業(yè)化等一些問題?，F(xiàn)在來看，大家對鈣鈦礦技術(shù)的前景還是看好的，但現(xiàn)在判斷它何時能夠成為光伏主流技術(shù)還為時過早。這個過程中，我相信行業(yè)不可能去等某一個技術(shù)的成熟而停止其他技術(shù)的研發(fā)。像對于異質(zhì)結(jié)、TOP-Con等電池技術(shù)，行業(yè)仍會持續(xù)加大研發(fā)力度，所以光伏行業(yè)的技術(shù)突破是一個小、中、大技術(shù)突破疊加起來的不斷發(fā)展的過程。長遠來看，還會有其他新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，從產(chǎn)業(yè)發(fā)展來看，每種技術(shù)每年都會有不小的突破和進步。我個人覺得，在鈣鈦礦成為主流技術(shù)之前，相對成熟的異質(zhì)結(jié)等技術(shù)可能會發(fā)展得更快一些。”

此外，專家認(rèn)為，要通過技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新，推動光伏行業(yè)實現(xiàn)高比例發(fā)展，從而令光伏發(fā)揮更大的作用。

廈門大學(xué)中國能源政策研究院院長林伯強認(rèn)為，鈣鈦礦太陽能電池技術(shù)目前破紀(jì)錄，也只是提高了一點點而已(1個百分點)，這一點點不是不重要，但不是革命性的。目前我國光伏占比仍然太小，將來實現(xiàn)高比例發(fā)展，才是取得革命性的突破。“取得技術(shù)突破，說明光伏行業(yè)技術(shù)進步不斷在朝前推進，預(yù)示著這個行業(yè)會更好，但不能夸大光伏對我國整個能源結(jié)構(gòu)的作用。

鈣鈦礦技術(shù)破紀(jì)錄，是光伏行業(yè)技術(shù)進步過程中一個比較好的進展，但未來光伏行業(yè)進一步發(fā)展，還要解決諸多瓶頸問題，包括接網(wǎng)成本誰來承擔(dān)，規(guī)模能做到多大等等。”林伯強說。目前太陽能還未能更好被人類利用，需要科研人員不斷努力，研究出更高效地產(chǎn)品，這樣才能保證我們?nèi)祟惖哪茉磯蛉祟惏l(fā)展所需。