提高光電轉(zhuǎn)換效率是光伏發(fā)電發(fā)展方向

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2014-08-18    

   今年中國光伏發(fā)電并網(wǎng)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(chǎn)業(yè)有望進入藍海。

   對此,中國光伏產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟專家組成員、中國電子材料行業(yè)協(xié)會半導體材料分會秘書長朱黎輝在接受中國證券報記者專訪時表示,提高光伏發(fā)電的光電轉(zhuǎn)換效率是未來主攻方向,尤其是CFZ技術(shù)代表著行業(yè)發(fā)展方向。同時,要促進光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展,進一步加大補貼支持政策力度必不可少。

   光伏產(chǎn)業(yè)回暖

   中國證券報:中國光伏行業(yè)的現(xiàn)狀怎樣?

朱黎輝:2007年到2013年,我國晶硅電池產(chǎn)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(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了一輪低迷期。當時國內(nèi)大大小小1000條生產(chǎn)線中停掉了大約800條。

從去年起,為支持光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展,我國一共下發(fā)了包括四號文在內(nèi)的十大文件,以改變過去九成以上光伏產(chǎn)品靠出口的狀況,拉動內(nèi)需來發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)。光伏產(chǎn)業(yè)開始回暖,3000噸以上的多晶硅企業(yè)恢復(fù)了十五家;而有規(guī)模的單晶硅廠也恢復(fù)了七至八家。

一般而言,光伏發(fā)電的硅電池片生產(chǎn)有16道工序。比如投資一條六吋的集成電路生產(chǎn)線需10億美元,但投資一條6吋的156×156mm(多晶)或125×125Φ150mm(單晶)25兆瓦到30兆瓦的太陽能電池生產(chǎn)線,只需三千萬元,且大部分設(shè)備都已國產(chǎn)化。

據(jù)統(tǒng)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(nèi)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(nèi)累計安裝量要達到100吉瓦,到2050年達1120.96吉瓦,占全國總發(fā)電量的12.4%。以此來測算,到2050年我國光多晶硅的年產(chǎn)量就要 達到80萬噸,是現(xiàn)在的八倍,市場空間巨大。

   中國證券報:面對如此大的發(fā)展空間,我國光伏產(chǎn)業(yè)應(yīng)如何發(fā)展?

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

另外,從電池自身的發(fā)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(zhuǎn)換效率上,薄膜電池較低,其他材料如異質(zhì)結(jié)、多結(jié)、背結(jié)、高倍聚光電池等雖然其光電轉(zhuǎn)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(qū)熔法制單晶電池能達到25%以上。但區(qū)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(huán)半導體股份公司推出的CFZ技術(shù),基本技術(shù)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(xiàn)技術(shù)性能的基礎(chǔ)上降低成本。其生產(chǎn)硅 片的電池轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換效率,組件、逆變器、控制器等后端系統(tǒng)能降低大約7-8%的成本。

也就是說,若能把單晶硅的轉(zhuǎn)換效率從20%提高到24.5%。整個組件和系統(tǒng)成本能降低30%左右,每套設(shè)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(zhuǎn)換效率是今后的發(fā)展方向。

   應(yīng)加大補貼力度

   中國證券報:光伏發(fā)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(yīng)推廣采用各國正在大力研發(fā)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(shù)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(chǎn)能。二是切得越薄越好,提高每公斤硅的切片量。目前中環(huán)股份(22.40, 0.24, 1.08%)的切片已能做到145微米級厚度,未來CFZ技術(shù)達產(chǎn)后要爭取實現(xiàn)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(shù)低倍聚光系統(tǒng),一是使用轉(zhuǎn)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(yīng),進一步將系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率提高到25.5%-26%,這 是轉(zhuǎn)換效率方面的主要技術(shù)思路。而中環(huán)內(nèi)蒙項目的聚光升級版系統(tǒng),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(tǒng)成本打下了基礎(chǔ)。不過,聚光電池對材料要求高,可能只有區(qū)熔法或CFZ法生長的硅晶體才能滿足。

   因此,未來實現(xiàn)度電成本0.4元并非沒有可能,還有可能更低。

   中國證券報:下一階段我國該從那些方面來促進光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展?

朱黎輝:我國光伏發(fā)電存在四方面問題:國家電網(wǎng)功能相對落后,智能化程度不高 ,全國還不能實現(xiàn)真正的統(tǒng)一調(diào)度;光伏發(fā)電并網(wǎng)補貼政策還不夠,各地補貼也不統(tǒng)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(fā)電,但受國情影響,城市中以群體居住的 樓房為主,企業(yè)普遍并不歡迎,難以協(xié)調(diào)住戶統(tǒng)一安裝?,F(xiàn)在來看,利用荒地大面積搞光伏發(fā)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(fā)電設(shè)備可以與公共電網(wǎng)并網(wǎng)發(fā)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(yè)生產(chǎn)光伏發(fā)電設(shè)備可以免稅,同時購買光伏設(shè)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。