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        鋅黃錫礦光伏材料前景可期
        2018-11-30 09:55  · 來源:中國能源報  · 作者:董梓童  · 責編:呂學謙

          11月19日,在首屆中澳科技創新高峰研討會上,悉尼新南威爾士大學與中國科學院戰略咨詢研究院宣布確立新型合作伙伴關系,將在“能源”“新一代材料”“人工智能”等領域,共同促進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、儲備技術發展、政策走向等相關話題,本報記者專訪了悉尼新南威爾士大學光伏和可再生能源工程學院副教授郝曉靜博士。

          中國能源報:作為鋅黃錫礦(CZTS)光伏材料的研究者,您的團隊已創造4項世界紀錄,設定了其11%的基準效率,您認為該項技術有何優勢?

          郝曉靜:首先是成本優勢明顯。CZTS,C代表銅,Z代表鋅,S是錫。這3種原料完全無毒無害,地殼產量豐富,所以整體成本很低。

          其次是降低了未來發展將受制于資源短缺的可能。目前,薄膜技術發展較好的是銅銦鎵硒(CIGS),其中需要金屬銦。從科學角度分析,銦是ITO(氧化銦錫)的主要組成部分,在LED領域應用非常廣泛;LED需求越來越大,而銦并不是地殼儲量豐富的元素,因此我們預測其價格會逐漸上升,將來如果CIGS做大做強,銦可能會成為限制其大規模應用的重要因素之一。基于此,我們團隊提出了CZTS,以代替CIGS。

          再次,CZTS非常穩定,其自身是天然礦物質,即使在550℃-580℃的制備溫度下,也可保持長久穩定。

          最后,應用場景廣。作為薄膜技術,CZTS可以和交通工具相結合,可以做光伏建筑一體化,同時,還可以和晶硅相結合。

          此外,我們研究的CZTS項目引用了一個CIGS工業生產的設備,一旦CZTS光轉化效率提升到20%,就可以直接應用于原生產設備,可降低一大筆成本。

          中國能源報:此次與中國科學院合作將采取哪種模式?

          郝曉靜:確立合作關系只是一個起點,相當于將中澳兩方能源領域的研究者聚集起來。未來我們希望建立一個人才智庫平臺,討論學科行業內面臨的難題與挑戰,這可以是單個領域內部的合作,也可以是交叉學科之間的合作,比如新一代材料和光伏的結合。此外,我們還希望可以和工業界、政府聯合,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域,我認為中澳科研機構的強強聯合非常重要,這有助于雙方審時度勢、互相學習,推動進一步發展。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,在各自較強的領域,有很多可以深入展開合作的項目。并且,隨著大數據、云端、自動化、物聯網的進一步發展,智能網絡也是雙方關注的重中之重。另外,雖然目前光伏產業化進程速度很快,但是我認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電,未來太陽能電池如何和電動車進一步結合,賦能充電樁,都是值得思考的問題與方向。

          中國能源報:請您介紹一下澳大利亞分布式光伏發展的具體情況。您認為有哪些經驗、教訓值得中國學習、借鑒?

          郝曉靜:我用一組數據來回答這個問題——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。

          我認為這得益于三個方面。

          首先,澳洲政府設有專門支持新能源發展的科研機構ASI,后轉化為ARI。這個機構是一個基金機構,涵蓋新能源領域從基礎研究到實驗室,再到產業化的全部過程,對澳洲光伏的發展起到了至關重要的作用。

          其次,澳洲早期曾出臺過一個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貼。雖然目前全球光伏產業發展很快,但是使用太陽能發電或其他新能源電力,對用戶來說還是一個新事物。所以,我認為當時這個政策在很大程度上提升了用戶接受新型電力的意愿。當用戶得到實惠了,電費降低了,甚至還能從中盈利了,整個產業就會自然而然地發展起來了。另外,澳洲也實行過一段時間的上網電價補貼,持續時間不長,但效果明顯。所以,從澳洲的經驗來看,我認為政策的出臺要注意兩點,一是適時,二是針對不同的市場要有不同的政策。

          當然,中國的情況和澳洲是不一樣的。從住房結構看,獨棟家庭住房數量不多,公寓占大多數,但仍可尋求其他發展模式,畢竟在大規模應用領域,商業模式有無限可能,這或許還需要政府的支持。針對于中國的現狀,我認為,制定一個有梯度的補貼政策可能是不錯的選擇。因為每一個光伏企業所處的發展階段都不同,這就需要制定一個綜合性政策,以維持光伏行業的健康發展。

          中國能源報:您如何預測光伏行業的未來技術發展趨勢?

          郝曉靜:目前,全球90%的市場是晶硅市場,經歷大規模產業化后,晶硅價格優勢明顯,其他新型太陽能電池很難與其抗衡。但要和火電談競爭力,晶硅電池還需要進一步提高光轉換效率、降低成本。不可否認的是,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,薄膜的特點在于重量輕、可彎曲,應用場景豐富,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。

          目前有很多人關心,薄膜到底可不可以代替晶硅成為下一個主流技術?針對目前大部分企業是做晶硅的現狀,有一種觀點是將薄膜作為高效疊層太陽能電池和晶硅相結合。在這種情況下,不僅可以提升產品的光轉換效率,薄膜還可以和晶硅一起發展,實現產業化。薄膜的成本通過產業化降下來后,或許可以成為第二代電池逐漸崛起。

          目前,還有企業研究超薄晶硅,或將低級別的硅氫能化,以提升它的轉換效率。另外,在新材料方面,除CZTS外,鈣鈦礦也是新材料熱點,但還需克服不穩定的問題。

        中國能源網 http://www.www.ri513.com
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