光伏電池革命解讀分析
如果一個企業(yè)是買設(shè)備做產(chǎn)品,就已經(jīng)落后了,國外的好技術(shù)是不會賣給你的。中國做光伏發(fā)電的企業(yè),買進(jìn)的設(shè)備沒有什么兩樣,那最后誰能享有高估值呢?” 有此質(zhì)疑的人是美國Optony(普尼)公司的創(chuàng)始人兼CEO于平榮博士,該公司是薄膜聚光太陽能電池的首創(chuàng)者。于平榮將基于此技術(shù)的光伏發(fā)電產(chǎn)品歸類為 2.5代。
??? 于平榮認(rèn)為,要做一個成功的太陽能企業(yè),低成本和高轉(zhuǎn)換率是目標(biāo),過去的半個世紀(jì)里,沒有任何一個企業(yè)能夠同時做到這二者。當(dāng)今世界有各種高效高成本、低效低成本的太陽能電池技術(shù)路徑,如果豎軸是成本,橫軸是轉(zhuǎn)換率,人們會發(fā)現(xiàn),各種技術(shù)的連線是在同一條斜線上,沒有一個技術(shù)走出這條“死線”。“但我們做到了”。
?? 之所以稱薄膜聚光太陽能電池為2.5代,是因為其基于二代薄膜電池的材質(zhì)基礎(chǔ),卻嫁接了第三代太陽能電池的聚光技術(shù)?！暗蛢r的光學(xué)材料會把太陽光聚焦在很小的薄膜電池上,進(jìn)一步減少半導(dǎo)體的應(yīng)用,也節(jié)省了電池面積和成本。而普通的太陽能電池沒有用光學(xué)材料幫助采光,進(jìn)而生產(chǎn)成本很高”。
??? Optony(普尼)公司對外宣稱產(chǎn)品轉(zhuǎn)換率在20%以上(目前最高達(dá)到21.1%),而這一轉(zhuǎn)換率是建立在比所有太陽能電池更低成本的基礎(chǔ)上:與晶硅電池路徑相比,薄膜電池能夠顯著降低成本,從工藝本質(zhì)、生產(chǎn)流程上要簡單得多。據(jù)了解,Optony公司電池板的生產(chǎn)成本僅是傳統(tǒng)薄膜電池板的25%左右。
?? 分析師符彩霞認(rèn)為,Optony(普尼)公司的技術(shù)能否成功,關(guān)鍵看它的工業(yè)化生產(chǎn)后的轉(zhuǎn)化效率能否保持在20%以上。對此,于平榮肯定地表示,“轉(zhuǎn)化率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于硅薄膜的6%,同時也高于普通晶體硅電池的17%,而且絕對沒有衰退。”
?? 于平榮在美國國家可再生能源實驗室工作過5年,該團隊2009年5月份獲得了ENI獎(被譽為能源研究領(lǐng)域的諾貝爾獎)。該實驗室里證明了第三代太陽能電池可以達(dá)到60%以上的光轉(zhuǎn)換率,其原理是通過多激子過程讓一個光子激發(fā)多個電子。
?? 依靠2.5代薄膜聚光太陽能發(fā)電技術(shù),Optony(普尼)公司目前已經(jīng)得到多家天使投資人的投資,美國能源部也獎勵其25萬美元的經(jīng)費,以加速其產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。據(jù)了解,Optony(普尼)公司已經(jīng)打算在國內(nèi)設(shè)廠,“具體選址可能會在杭州”。
?? 在銷售上,Optony(普尼)公司將目光首先放在商用太陽能市場(占比60%),準(zhǔn)備采取“有競爭力的定價策略”。依托其低成本高轉(zhuǎn)換率的太陽能電池技術(shù),一旦大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化成為現(xiàn)實,很可能使傳統(tǒng)技術(shù)受到嚴(yán)重挑戰(zhàn)。
?? 對國內(nèi)的太陽能產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀,于平榮表示,“中國在產(chǎn)能上已經(jīng)超越了其他國家,這是個事實,但卻是個沒有很大意義的事實。中國在加工生產(chǎn)上超越其他國家的東西多了,但誰有高額利潤?兩頭在外是做不了第一的。太陽能電池的超越需要有一個意愿,包括企業(yè)、府有沒有意愿超越別人做第一?！?/font>
?? 于平榮認(rèn)為,“太陽能電池企業(yè)之間不該相互間爭風(fēng)吃醋,互相揭短,而是需要一起跟傳統(tǒng)能源去爭。誰比無錫尚德做得好沒有意義,只有比傳統(tǒng)電力成本低才是方向。”
?? 普尼太陽能(杭州)有限公司是一家世界領(lǐng)先的集太陽能產(chǎn)品生產(chǎn),研發(fā),及服務(wù)三位一體的跨國公司。
??? 普尼于2007年在美國硅谷成立。公司在創(chuàng)立早期即得到了美國能源部的資助,并跟美國國家可再生能源實驗室合作產(chǎn)品開發(fā)。公司擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的高效薄膜太陽能技術(shù),其光電轉(zhuǎn)換效率和-成本等核心參數(shù)均居世界領(lǐng)先水平。包括紐約時報在內(nèi)的多家媒體對普尼作過報道。美國能源部曾撰文指出普尼的技術(shù)是“革命性的”。
??? 2009年,中國上市公司哈高科與普尼聯(lián)手成立注冊資本1500萬美元的普尼太陽能(杭州)有限公司,共同打造基于杭州的太陽能基地。公司得到了杭州地方府的大力支持。
??? 普尼公司擁有世界頂尖水平的技術(shù)和管理團隊,包括世界級太陽能專家,跨國公司,納斯達(dá)克上市公司和中國上市公司的高級經(jīng)理人等。普尼公司結(jié)合先進(jìn)的技術(shù)和管理水平,借力于不同國家和地區(qū)的各種有益資源,創(chuàng)立世界一流的太陽能公司。
??? 普尼公司致力于建立以人為本,不斷提高,世界領(lǐng)先的公司文化。公司對環(huán)境保護和綠色能源有強烈的責(zé)任感和使命感。普尼公司歡迎認(rèn)同我們的理念,具備很高職業(yè)素養(yǎng)、積極向上的頂級專業(yè)人士加入我們的團隊。公司為員工提供世界級的平臺,多元化的成長空間。
高效低成本電池面世 廉價太陽能不再遙遠(yuǎn)
如果能夠在日間充分收集半個小時的太陽能，便可解決人類一年的能源之需，不過這只是理論愿景，現(xiàn)實是人類在享受免費而又海量的太陽能之前必須跨過幾道難度很大的坎。首當(dāng)其沖的便是降低太陽能電池的材料成本，改變光伏產(chǎn)業(yè)依賴政府補貼的現(xiàn)狀，而最近美國加州理工學(xué)院的一項研究成果，以及IBM新推出的一款新型高效薄膜太陽能電池，讓我們看到了太陽能真正變“便宜”的希望。
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硅絲電池高效低價
據(jù)《科學(xué)美國人》消息，加州理工大學(xué)的科研人員日前成功采用新技術(shù)研制出一種硅金屬絲太陽能電池，他們將傳統(tǒng)的硅做成微米級(一微米等于百萬分之一米)金屬絲，外部裹有能彎曲、柔軟而又有彈性的有機聚合物。
這種新型太陽能電池可吸收射入光線中85%的光譜，在強光時段的吸收率甚至可達(dá)96%，這個效率與傳統(tǒng)的硅太陽能電池幾無二致，但其消耗的硅量卻僅為傳統(tǒng)硅電池的1%。這一成績得益于科學(xué)家們研發(fā)出的全新制作工藝，加州理工學(xué)院的研究人員將垂直的硅絲線安裝在聚二甲基硅氧烷平板上，并在硅絲的表面涂加氧化鋁納米顆粒以反射與散射陽光，讓硅絲能夠有效吸收從任意角度射入的陽光。
加州理工學(xué)院已將這一突破性研究成果發(fā)表在了2月14日出版的《自然材料》上，不過這一技術(shù)目前尚未正式投產(chǎn)，但研究者對利用硅絲大批量制作薄膜太陽能電池充滿信心。該項目的研究員、加州理工學(xué)院化學(xué)教授奈特·里維斯表示：“未來光伏電池的制造首先要考慮光譜的吸收能力，同時必須兼顧成本和便利性，硅絲擁有全部優(yōu)勢，我們有太多理由相信，未來幾年內(nèi)，它將成為薄膜電池量產(chǎn)的生力軍?！?/P>
IBM廉價高效薄膜電池面世
幾乎是在加州理工學(xué)院公布最新研究成果的同時，IBM公司材料科學(xué)家大衛(wèi)·米茲及其研究團隊在最新一期的《先進(jìn)材料》上發(fā)表了一份研究報告，正式宣告IBM成功研制出一款價格低廉但卻擁有超高光電轉(zhuǎn)化率的多元化合物薄膜太陽能電池。憑借全新的制作工藝，該薄膜太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換率高達(dá)9.6%，這個數(shù)據(jù)并非實驗室的一家之言，而是經(jīng)由美國能源部正式測試并予以公布的。值得注意的是，此前用同樣材料(不含銦、鎵或鎘的相關(guān)化合物)制成的薄膜電池光電轉(zhuǎn)換率僅為6.7%，比這種新型薄膜電池的效率要低40%，這也創(chuàng)造了同類材料太陽能薄膜電池轉(zhuǎn)換效率的世界紀(jì)錄。
相較傳統(tǒng)的多元化合物薄膜太陽能電池，這種新型的薄膜電池在光電轉(zhuǎn)化效率上同樣不落下風(fēng)，并且在成本上擁有絕對優(yōu)勢。據(jù)美國第一太陽能公司(First Solar)公布的最新數(shù)據(jù)，它們生產(chǎn)的銅銦鎵硒(CIGS)薄膜電池和碲化鎘多晶薄膜電池的轉(zhuǎn)換效率為11%左右，但每瓦特的電價卻高達(dá)1美元，這主要是由碲、銦等原材料稀缺、價格高昂所致。IBM新款薄膜電池的原料是銅、鋅、錫、硒和硫磺5種原料的組合，全部都是相對常見，價格低廉的原材料。
應(yīng)用前景謹(jǐn)慎樂觀
目前這兩種技術(shù)都還沒有進(jìn)入實質(zhì)性的投產(chǎn)階段，但卻為當(dāng)下太陽能利用中成本與效率難以兼得的尷尬局面帶來了新的思路，低成本和接近當(dāng)前主流水平的效率讓它們擁有了良好的應(yīng)用前景。
目前在光伏業(yè)界，硅類太陽能電池依然是主流，也有很多太陽能企業(yè)，如日本的夏普，正致力于研發(fā)利用多聚物等有機原材料制造薄膜太陽能電池，但在光電轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，有機物薄膜電池與傳統(tǒng)的硅電池還有很大差距，簡言之就是硅電池效率高但是貴，非硅電池雖然便宜但效率低。而像納米晶太陽能電池這樣更加新型的光伏電池則還在研究當(dāng)中。
在這樣的背景之下，加州理工學(xué)院將有機材料的靈活可塑與硅電池的高效相結(jié)合，有效降低了成本，無疑為當(dāng)下的太陽能電池研究提供了新的思考空間，而一旦真正被應(yīng)用于實踐，硅絲電池在某種意義上還能催生一個新的行業(yè)。
對于IBM的新型薄膜電池，從表面看，米茲的研究團隊僅僅是替換了常規(guī)多元化合物薄膜電池中的幾個原材料，但這種新型薄膜電池的精妙之處在于獨特的制作工藝。常規(guī)的薄膜電池在制造過程中涉及在真空狀態(tài)下的氣化噴涂和沉積，而這需要耗費大量的能量來實現(xiàn)；米茲和同事則大多是在液體和粒子的混合狀態(tài)下進(jìn)行操作，比如銅和錫是液態(tài)，而鋅是粒子狀態(tài)，這在電池制造過程中將大幅降低浸漬、噴涂和隙縫澆注的成本。IBM表示，公司無意于將該技術(shù)用于自產(chǎn)薄膜電池，而是打算作為專利持有人向其他公司出售這一技術(shù)。
但這兩種技術(shù)畢竟還處于實驗室階段，尚未經(jīng)歷過實踐檢驗，而按照以往經(jīng)驗，實驗室里的光伏電池在“實戰(zhàn)”中效率總會打折扣。以單晶硅太陽能電池為例，它在實驗室里的最高光電轉(zhuǎn)換率達(dá)到了24.7%，但在量產(chǎn)后的實際應(yīng)用中卻降到了15%左右。與此同時，在與核能等清潔能源行業(yè)的同步發(fā)展的過程中，競爭關(guān)系是客觀存在的，取舍在所難免，太陽能能否依靠新技術(shù)切實實現(xiàn)廉價高效，與包括傳統(tǒng)能源在內(nèi)的各種能源分庭抗禮，還要留待實踐檢驗。