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專家:光電轉換效率成光伏發電發展重點

2014-9-13 9:02:31      點擊:

 2014年中國光伏發電并網容量的目標是達到13GW,實際情況卻與此相距不小。隨著進一步支持政策呼之欲出,光伏產業有望進入藍海。

  對此,中國光伏產業聯盟專家組成員、中國電子材料行業協會半導體材料分會秘書長朱黎輝在接受記者專訪時表示,提高光伏發電的光電轉換效率是未來主攻方向,尤其是CFZ技術代表著行業發展方向。同時,要促進光伏產業發展,進一步加大補貼支持政策力度必不可少。

  光伏產業回暖

  記者:中國光伏行業的現狀怎樣?

  朱黎輝:2007年到2013年,我國晶硅電池產量都是世界第一,遠超過美國、日本和歐洲。2012年前后,我國光伏產業經歷了一輪低迷期。當時國內大大小小1000條生產線中停掉了大約800條。

  從去年起,為支持光伏產業發展,我國一共下發了包括四號文在內的十大文件,以改變過去九成以上光伏產品靠出口的狀況,拉動內需來發展光伏產業。光伏產業開始回暖,3000噸以上的多晶硅企業恢復了十五家;而有規模的單晶硅廠也恢復了七至八家。

  一般而言,光伏發電的硅電池片生產有16道工序。比如投資一條六吋的集成電路生產線需10億美元,但投資一條6吋的156 156mm(多晶)或125 125 150mm(單晶)25兆瓦到30兆瓦的太陽能電池生產線,只需三千萬元,且大部分設備都已國產化。

  據統計,2013年我國光伏電站新增裝機容量12吉瓦,而歐洲只裝了9吉瓦。我國的光伏安裝量已是世界第一。今年國家要求新增13吉瓦,到明年國內累計安裝太陽能電池要超過50吉瓦,相當于兩個三峽大壩。而到2020年國內累計安裝量要達到100吉瓦,到2050年達1120.96吉瓦,占全國總發電量的12.4%.以此來測算,到2050年我國光多晶硅的年產量就要達到80萬噸,是現在的八倍,市場空間巨大。

  記者:面對如此大的發展空間,我國光伏產業應如何發展?

  朱黎輝:中國的光伏生產線已具備世界先進水平,基本上所有生產線都能做到閉路循環、尾氣回收。同時,能耗較低。目前,美、德兩國生產多晶硅,每公斤需耗電120-150度,而我國徐州中能生產太陽能級多晶硅已能做到84度電/每公斤。下一步生產線還應加強綜合利用。

  另外,從電池自身的發展來看,主流還是晶硅電池。其中多晶硅片占54.4%,直拉單晶硅片占34.3%,再加上帶硅,三者占有總量的85%到90%.

  轉換效率上,薄膜電池較低,其他材料如異質結、多結、背結、高倍聚光電池等雖然其光電轉化效率能達到40%以上,但受制于成本限制等原因,尚難大批量采用。而多晶硅為15%-18%;直拉單晶為18%-20%;區熔法制單晶電池能達到25%以上。但區熔法制單晶電池成本較高,不宜推廣。

  值得一提的是,天津中環半導體股份公司推出的CFZ技術,基本技術路徑是采用分類檔次較低的多晶原料,在特殊工藝條件下在實現技術性能的基礎上降低成本。其生產硅片的電池轉換效率可達24-26%.而通常前端太陽能電池片如高出百分之一的轉換效率,組件、逆變器、控制器等后端系統能降低大約7-8%的成本。

  也就是說,若能把單晶硅的轉換效率從20%提高到24.5%.整個組件和系統成本能降低30%左右,每套設備甚至能夠降低成本高達百萬元以上。由此可見,提高硅片的光電轉換效率是今后的發展方向。

  應加大補貼力度

  記者:光伏發電的度電成本能降到何值?

  朱黎輝:原材料價格不斷下降,為降低度電成本提供了很好的契機。我認為,還應推廣采用各國正在大力研發的冶金法(物理法)制造光伏電池級多晶硅原料,可進一步降低原材料成本。

  其次,CFZ技術還可通過進一步完善降低成本:一是不斷改進熱場提高CZ和FZ的拉晶速度,提高單位產能。二是切得越薄越好,提高每公斤硅的切片量。目前中環股份的切片已能做到145微米級厚度,未來CFZ技術達產后要爭取實現100、90、80微米級厚度。

  另外,目前國際上成熟的太陽能電池技術低倍聚光系統,一是使用轉換效率超過24%的背電極電池;其次利用聚光過程的量子效應,進一步將系統轉換效率提高到25.5%-26%,這是轉換效率方面的主要技術思路。而中環內蒙項目的聚光升級版系統,電池表面并非玻璃或硅膠的放大鏡,而是采用20到30米長、2-3米寬的反射聚光鏡,這就為降低系統成本打下了基礎。不過,聚光電池對材料要求高,可能只有區熔法或CFZ法生長的硅晶體才能滿足。

  因此,未來實現度電成本0.4元并非沒有可能,還有可能更低。

  記者:下一階段我國該從那些方面來促進光伏產業發展?

  朱黎輝:我國光伏發電存在四方面問題:國家電網功能相對落后,智能化程度不高,全國還不能實現真正的統一調度;光伏發電并網補貼政策還不夠,各地補貼也不統一;各方面補貼和支持的資金落實不到位;國家目前在推廣分布式發電,但受國情影響,城市中以群體居住的樓房為主,企業普遍并不歡迎,難以協調住戶統一安裝,F在來看,利用荒地大面積搞光伏發電站似乎更受歡迎。

  下一階段,從政策支持上來說,我認為主要還是要加大補貼力度。以德國為例,德國家庭屋頂太陽能發電設備可以與公共電網并網發電。政府一般以0.99馬克一度電收購,而居民的用電價格只有0.2馬克或0.3馬克。這相當于3倍至5倍的補貼。在1974年至1984年間,日本企業生產光伏發電設備可以免稅,同時購買光伏設備還可到國家報銷70%的費用。而中國目前各地補貼情況不同,江蘇可以達到1元以上,其他地方只有0.2-0.3元。

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