- 新型聚光型太陽能光伏電池受到研究者的重視
- 產(chǎn)業(yè)化首先從原料下工夫
- 砷化鎵年復(fù)合增長(zhǎng)率超過7%
近年來，包括太陽能光伏發(fā)電在內(nèi)的新能源在全球發(fā)展迅速。常用太陽能光伏發(fā)電模式多數(shù)采用方位固定的大面積的平板式光電轉(zhuǎn)化模式，它存在著光電轉(zhuǎn)換效率較低、發(fā)電能力不強(qiáng)的缺點(diǎn)。目前，在技術(shù)上解決這一問題的諸條途徑中，新型聚光型太陽能光伏電池受到研究者的重視。
砷化鎵年復(fù)合增長(zhǎng)率超過7%
在高倍聚光太陽能電池中，最受關(guān)注的是砷化鎵(GaAs)太陽能電池。GaAs屬于III-V族化合物半導(dǎo)體材料，其能隙與太陽光譜的匹配較適合，且能耐高溫。與硅太陽能電池相比，GaAs太陽能電池具有更好的性能：一是光電轉(zhuǎn)換效率更高。目前，硅電池的理論轉(zhuǎn)換效率大概為23%，而單結(jié)的砷化鎵電池理論轉(zhuǎn)換效率達(dá)到27%，多結(jié)的砷化鎵電池理論轉(zhuǎn)換效率更是超過50%(IBM公司數(shù)據(jù))。二是耐溫性好。常規(guī)上，砷化鎵電池的耐溫性要好于硅光電池。有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，砷化鎵電池在250℃的條件下仍可以正常工作，但是硅光電池在200℃就已經(jīng)無法正常運(yùn)行了。
目前，全世界專業(yè)制作砷化鎵聚光電池的工廠有美國的Emcore、SpectroLab(波音的子公司)和德國的AzurSpace等；在中國大陸，中科院半導(dǎo)體研究所、中科院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所等在基礎(chǔ)研究方面做了大量工作，恒基偉業(yè)、三安光電等企業(yè)在進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化方面的探索；我國臺(tái)灣的瀚昱、全新光電等更是在技術(shù)和生產(chǎn)方面成績(jī)斐然。
在2008年4月，作為砷化鎵生產(chǎn)的全球主要廠家之一的SpectroLab，獲得了350兆瓦、9300萬美元(1000倍聚光)的電站訂單，從而拉開了全球砷化鎵光伏電池大規(guī)模生產(chǎn)的序幕。到目前為止，SpectroLab公司、SolFocus公司和Emcore公司等數(shù)家企業(yè)已率先在希臘、西班牙建立了并網(wǎng)運(yùn)行的聚光太陽能電站。
另外，據(jù)研究機(jī)構(gòu)StrategyAnalytics的研究成果，全球砷化鎵行業(yè)規(guī)模2007年是35億美元；2008年增長(zhǎng)到39億美元；2009年由于受經(jīng)濟(jì)危機(jī)影響，規(guī)模有所下降；預(yù)計(jì)2010年將恢復(fù)增長(zhǎng)，年復(fù)合增長(zhǎng)率將超過7%。
產(chǎn)業(yè)化首先從原料下工夫
砷化鎵光伏電池有著較高的轉(zhuǎn)化效率，因此，應(yīng)該成為一種有效的光伏發(fā)電途徑。但是，目前產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程并不理想。筆者認(rèn)為，可以從如下幾方面入手，推進(jìn)高聚光砷化鎵電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
第一，需要在原料鎵上下工夫，雖然鎵儲(chǔ)量全球不太多，但是中國相對(duì)來說儲(chǔ)量是較豐富的，目前的問題就是提純技術(shù)不過關(guān)的問題，這就需要我們廣大的相關(guān)科研機(jī)構(gòu)合作攻關(guān)，做好鎵的高純提取工作。
第二，要做好安全保障措施，提高工廠生產(chǎn)的智能化、自動(dòng)化，減少生產(chǎn)直接接觸人員，保障安全化生產(chǎn)和人身安全。
第三，加大技術(shù)攻關(guān)，簡(jiǎn)化制備工藝，減小電池系統(tǒng)復(fù)雜度，降低電池制備成本。
第四，新聞媒介和相關(guān)學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)應(yīng)做好宣傳推廣工作，提高民眾認(rèn)知度。
第五，國家政策支持應(yīng)該明細(xì)化，比如對(duì)晶硅電池、薄膜電池、砷化鎵電池、碲化鉻電池等的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)分別對(duì)待，培植一些有競(jìng)爭(zhēng)力的砷化鎵電池生產(chǎn)企業(yè)，同時(shí)鼓勵(lì)各地新建光伏電站采用砷化鎵光伏電池。
