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薄膜太陽能電池喜與憂 前景廣闊風(fēng)險(xiǎn)兼?zhèn)?/h2>

發(fā)布時(shí)間:2009-10-05 來源:科學(xué)新聞

機(jī)遇與挑戰(zhàn):
  • 多晶硅和太陽能電池行業(yè)存在重復(fù)建設(shè)現(xiàn)象
  • 過去幾年中,薄膜太陽能電池的產(chǎn)量處于高速增長之中
  • 中國政府將建設(shè)世界最大規(guī)模太陽能發(fā)電廠的橄欖枝拋給了一家美國企業(yè)
  • 中國政府為何還與第一太陽能公司高調(diào)啟動(dòng)鄂爾多斯的太陽能發(fā)電廠項(xiàng)目讓人費(fèi)解


中國是世界上最大的太陽能電池制造基地。但令中國太陽能電池企業(yè)感到尷尬的是,中國政府將建設(shè)世界最大規(guī)模太陽能發(fā)電廠的橄欖枝拋給了一家美國企業(yè)。

美國當(dāng)?shù)貢r(shí)間9月8日,中國政府與美國第一太陽能公司(First Solar)簽署備忘錄,雙方計(jì)劃在內(nèi)蒙古鄂爾多斯建造200萬千瓦的太陽能發(fā)電廠。這將是世界上最大的太陽能發(fā)電廠,可供300萬戶居民用電。

就在兩周以前,中國政府還鄭重表態(tài),多晶硅和太陽能電池行業(yè)存在重復(fù)建設(shè)現(xiàn)象。在這個(gè)當(dāng)口,中國政府為何還與第一太陽能公司高調(diào)啟動(dòng)鄂爾多斯的太陽能發(fā)電廠項(xiàng)目?

原因之一或許在于:第一太陽能公司主攻的并非多晶硅太陽能電池。實(shí)際上,這家公司是薄膜太陽能電池技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者。

這筆超級(jí)大訂單也預(yù)示著薄膜太陽能電池今后有望在中國乃至全球得到更多的應(yīng)用。

多晶硅過剩
與第一太陽能公司不同的是,中國企業(yè)生產(chǎn)的基本上都是多晶硅太陽能電池,其主要原料為多晶硅。

與薄膜太陽能電池相比,多晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率更高。薄膜太陽能電池一般不超過10%,而多晶硅太陽能電池大多在14%以上。

但薄膜太陽能電池最大的優(yōu)勢(shì)在于,可以不使用價(jià)格不菲的硅,所需材料少于多晶硅太陽能電池,能耗也明顯低于多晶硅太陽能電池。

當(dāng)然,薄膜太陽能的技術(shù)難度也較高,被認(rèn)為是多晶硅太陽能電池之后的下一代太陽能電池技術(shù)。

前幾年,由于多晶硅材料供不應(yīng)求,國際市場(chǎng)上多晶硅的價(jià)格一度高達(dá)每噸數(shù)百美元。在這種背景下,中國多個(gè)地方上馬了多晶硅生產(chǎn)線。結(jié)果造成產(chǎn)能過剩,再加上金融危機(jī)的影響,多晶硅的價(jià)格隨之大幅跌落。

在8月26日召開的國務(wù)院常務(wù)會(huì)議上,風(fēng)電和多晶硅等新興產(chǎn)業(yè)被認(rèn)為“出現(xiàn)重復(fù)建設(shè)傾向”。

同日,工業(yè)和信息化部總工程師朱宏任在該部召開的一個(gè)發(fā)布會(huì)上也表示:“太陽能、風(fēng)能等新興產(chǎn)業(yè)重復(fù)建設(shè)、無序上馬的問題不容忽視。”

與此同時(shí),多晶硅生產(chǎn)過程對(duì)能源的大量消耗,以及四氯化硅等有毒副產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的污染,也遭到了不少批評(píng)。

由于中國的多晶硅太陽能電池產(chǎn)品大多出口到發(fā)達(dá)國家,有人形象地稱之為“消費(fèi)在外,污染在內(nèi)”。

在多晶硅太陽能電池受到當(dāng)頭棒喝之際,太陽能電池家族中另一位成員——薄膜太陽能電池的走向頗為引人注目。
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薄膜興起
過去幾年中,薄膜太陽能電池的產(chǎn)量處于高速增長之中。

根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查公司DisplaySearch在8月11日發(fā)布的太陽能電池產(chǎn)能趨勢(shì)報(bào)告,2009年薄膜太陽能電池產(chǎn)能約為358萬千瓦。

這家公司的報(bào)告還顯示,2005年薄膜太陽能電池在全部太陽能電池產(chǎn)能中約占5%,到2009年預(yù)計(jì)會(huì)超過20%。

中國電力投資集團(tuán)西安太陽能電力有限公司一位技術(shù)人員對(duì)編輯解釋:“顧名思義,薄膜電池就是將一層薄膜制備成太陽能電池,由于其用硅量極少,故更容易降低成本。”

這位技術(shù)人員還說:“薄膜太陽能電池既是一種高效能源產(chǎn)品,也更容易與建筑完美結(jié)合。在國際市場(chǎng)硅原材料持續(xù)緊張的背景下,薄膜太陽電池已成為國際光伏市場(chǎng)發(fā)展的新趨勢(shì)和新熱點(diǎn)。”

目前,薄膜太陽能電池主要包括硅基薄膜太陽能電池、碲化鎘薄膜太陽能電池、銅銦鎵硒薄膜太陽能電池等。其中以第一太陽能公司為代表的碲化鎘薄膜太陽能電池技術(shù)最為常見。

在薄膜太陽能電池市場(chǎng)上,領(lǐng)先者是美國、日本等國的企業(yè)。不過一些中國太陽能電池生產(chǎn)企業(yè)在薄膜太陽能電池這一新興領(lǐng)域也不甘落后。

9月9日,位于河北保定的上市公司天威保變發(fā)布公告稱,該公司控股子公司天威薄膜將投資30多億元,建設(shè)年產(chǎn)15萬千瓦非晶硅薄膜太陽能電池的二期項(xiàng)目。

兩個(gè)多月前,天威薄膜年產(chǎn)4.65萬千瓦的非晶硅薄膜太陽能電池生產(chǎn)線已經(jīng)投產(chǎn),其初始光電轉(zhuǎn)換效率在8%左右。

除了天威,百世德太陽能、無錫尚德等企業(yè)也已經(jīng)或即將投產(chǎn)薄膜太陽能電池生產(chǎn)線。不過,這些企業(yè)的薄膜太陽能電池生產(chǎn)技術(shù)大多從國外進(jìn)口。

薄膜太陽能電池的前景廣闊,但并不等于沒有風(fēng)險(xiǎn)。

中國電子材料行業(yè)協(xié)會(huì)的李清巖告訴編輯,由于技術(shù)和成本等因素,未來一段時(shí)間內(nèi),多晶硅仍將持續(xù)成為太陽能電池產(chǎn)業(yè)的主體。

“目前,薄膜太陽能電池在中國太陽能電池產(chǎn)業(yè)中的比重僅占10%左右。未來10年到20年,薄膜太陽能電池也不會(huì)占據(jù)太陽能電池的主導(dǎo)位置,因?yàn)槠浼夹g(shù)不夠成熟。”他說:“有的薄膜太陽能電池,效率相對(duì)晶硅太陽能電池差很多,有一些效率較好的成本又過高。”
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三氟化氮之憂
薄膜太陽能電池產(chǎn)業(yè)要想在未來的競(jìng)爭(zhēng)中擊敗多晶硅太陽能電池,還必須直面一個(gè)環(huán)境難題:薄膜太陽能電池生產(chǎn)過程中釋放的三氟化氮,被認(rèn)為是一種溫室氣體。

2008年,美國加州大學(xué)爾灣分校地球系統(tǒng)科學(xué)系的邁克爾·普拉瑟(Michael Prather)及其同事在《地球地理學(xué)研究學(xué)報(bào)》上發(fā)布研究論文稱,三氟化氮的溫室效應(yīng)是二氧化碳的17000倍。在半導(dǎo)體、液晶面板和薄膜太陽能電池生產(chǎn)過程中,都可能釋放三氟化氮。

普拉瑟告訴編輯,三氟化氮顯著的溫室效應(yīng)在大氣中能夠存在550年以上,對(duì)紅外線的吸收能力也很強(qiáng)。

美國加州大學(xué)斯克里普斯海洋研究所雷·魏斯(Ray Weiss)及其研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn),三氟化氮在大氣中的濃度由1978年的0.02萬億上升到了2008年的0.454萬億。

魏斯稱,雖然目前在人類活動(dòng)所產(chǎn)生的溫室效應(yīng)中,二氧化碳占到了60%,三氟化氮只占0.04%,但三氟化氮所占的比例可能會(huì)呈指數(shù)級(jí)增長。

他告訴編輯:“我們的監(jiān)測(cè)結(jié)果表明,大氣中三氟化氮的排放量要比預(yù)期的高4到5倍。”

目前,《京都議定書》只涉及到6種氣體:二氧化碳、甲烷、氧化亞氮、氫氟碳化物、全氟化碳和六氟化硫。普拉瑟和魏斯建議,將三氟化氮也列入需要減排的溫室氣體之列。

魏斯說:“我們應(yīng)該對(duì)三氟化氮的減排制訂相應(yīng)的激勵(lì)機(jī)制。”

中國氣象局大氣成分觀測(cè)服務(wù)中心劉煜則表示,三氟化氮所產(chǎn)生的溫室效應(yīng)的確強(qiáng)于二氧化碳,但目前全球大氣中三氟化氮的含量并不高。

魏斯也指出,目前三氟化氮的排放量僅占0.04%,它不會(huì)成為最糟糕的溫室氣體。而且,大多數(shù)清潔技術(shù)的使用,無論是薄膜太陽能電池還是風(fēng)力發(fā)電機(jī),其生產(chǎn)過程都會(huì)伴隨溫室氣體的產(chǎn)生,只要它們的使用壽命足以彌補(bǔ)溫室氣體的排放,那么這些新技術(shù)還是有益的。

他舉例說:“薄膜太陽能電池板的使用壽命多為數(shù)十年,而它們僅僅需要一兩年的時(shí)間就可以彌補(bǔ)生產(chǎn)過程中釋放的溫室氣體。”

普拉瑟?jiǎng)t表示,半導(dǎo)體、液晶面板和薄膜太陽能電池板還可以考慮替代方案,減少其生產(chǎn)過程中溫室氣體的排放,尤其重要的是,“必須進(jìn)行公平的評(píng)估”。

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