也許有一天,MP3不再需要電池,路上行走的人們只需把充電線插在衣服上的固定接口,MP3便可暢聽無阻.參加會議時,記者們不再為筆記本電腦的電池而擔 憂,只要把筆記本電腦面對任何光源,就能無限制的使用.也許有一天,路上的汽車不再需要汽油就能奔跑,高樓大廈不再需要龐大的變電站,甚至每一戶家庭都可 以把多余的電賣給國家電網.這一切都是因為太陽能薄膜電池這一新技術的應用.當MP3、筆記本電腦、高樓大廈外墻、汽車車身和高速公路上都覆蓋太陽能薄膜 電池時,太陽光就會轉化為源源不斷的電能改變我們的生活.
這一切聽起來好象未來世界的圖景,而現(xiàn)實正在向我們走來.長期從事太陽能電池研究的長城證券研究員周濤介紹,7月份,聯(lián)想投資剛剛募集的第四期新基金,注資浙江先進太陽能公司,進行太陽能薄膜電池組生產.10月底,英特爾總裁保羅·歐德寧公布三項投資計劃,其中出資2000萬美元投資太陽能薄膜電池研發(fā)制造及解決方案提供商深圳創(chuàng)益科技.11月5日,世界銀行集團成員國際金融公司宣布,將向中國新奧集團旗下新奧太陽能有限公司提供1.36億美元,建設一條大型太陽能薄膜模塊生產線.
在資本市場上,風投公司歷來是利益驅動的風向標,在全球金融危機的背景下,他們?yōu)槭裁窗涯抗馔断蛄颂柲鼙∧る姵?
中科院半導體研究所研究員曾湘波告訴記者,人類很早以前就夢想能直接從太陽光得到所需的能量,太陽能電池也誕生了很多年,但傳統(tǒng)的晶硅太陽能電池一直因為成本過高,光電轉化率低,形狀受限制而沒有大范圍推廣.
近日,記者到北京房山區(qū)青龍湖鎮(zhèn),看到路邊安裝了至少幾千盞太陽能路燈.當地老鄉(xiāng)告訴記者,這里是“太陽能示范”工程建設的典型.據說在十渡、長陽、青龍湖等19個鄉(xiāng)鎮(zhèn)69個村及8條主要公路沿線都安裝了太陽能路燈、庭院燈、景觀燈.
房山區(qū)能源辦公室介紹,使用太陽能路燈照明,一天只需蓄2個小時的太陽能,就能使用整整一個晚上.一盞燈可用18年,可節(jié)約用電6萬千瓦時,節(jié)約電費4萬元以上.全區(qū)7000盞太陽能路燈,18年可節(jié)約電費2.8億元.
記者好奇的問當地老鄉(xiāng),既然這么節(jié)電,為何沒有大面積推廣.老鄉(xiāng)告訴記者,這太陽能路燈很好,但新鮮玩意兒太貴了,一盞太陽能路燈是普通路燈價錢的好幾倍,如果連著好幾天是陰雨天,這路燈就不好使了,而且路燈三天兩頭就壞,一到晚上,這條路上四分之一的路燈不亮.
周濤告訴記者,這些太陽能路燈用的都是傳統(tǒng)晶體硅電池.這種電池加工工藝十分復雜,需要用先進設備對硅進行提純,只有提純到99.9999%的晶體硅才能被用來制作太陽能電池.這個過程中的高精度、高耗能使傳統(tǒng)太陽能電池成本居高不下.而且近年來原料硅的價格大漲,從2003年的30美元/公斤漲到2008年的500美元/公斤,幾乎漲了16倍.此外,晶體硅的提純技術一直被國外大廠壟斷,盡管目前國內也能生產,但產量很低,2007年國內晶體硅產量有1000噸,可是缺口卻高達1萬噸.
就拿一些地方出現(xiàn)的太陽能路燈來說,周濤估計普通路燈成本大約2000元,而太陽能路燈高達8000元.與節(jié)省的電價相比,高額的建設成本讓很多地方很難接受.另外,傳統(tǒng)太陽能路燈的電路控制器在頻繁開關下,也很容易損壞.
中國能源網首席執(zhí)行官、能源專家韓曉平告訴記者,之所以連續(xù)陰雨天,傳統(tǒng)太陽能電池的路燈就不好用,是因為晶體硅像一個個玻璃塊是有序排列的,只有太陽光近似直射時,才能發(fā)電,如果太陽光入射角過小,就無法發(fā)電.由于陰雨天光線不是直射,傳統(tǒng)太陽能電池發(fā)電效果就會打折扣.即使是在晴天,受制于太陽光入射角,傳統(tǒng)太陽能電池也只能發(fā)電4個小時.
而太陽能薄膜電池就能解決這些問題.周濤告訴記者,太陽能薄膜電池生產工藝十分簡單,既不需要復雜的設備,也不需要把晶體硅提純到 99.9999%.它的生產過程是這樣的:如果是柔性基底的就選用薄鋼片或鋁箔,如果是硬性基底的就選用一塊鍍了二氧化矽的導電玻璃,然后在上面先鍍上硅,再鍍上鋁和鋅,最后用塑料封裝,一塊太陽能薄膜電池就做成了.一般來說,傳統(tǒng)太陽能晶體硅電池的成本是4美元/瓦,而太陽能薄膜電池的成本只有2美元 /瓦.
太陽能薄膜電池對弱光的轉化率十分好,即使是陰天,照樣能夠發(fā)電.比如一平方米太陽能薄膜電池如果單位發(fā)電量是60瓦,那么一天下來,可以發(fā)電 10個小時,也就是0.6度電.而同樣一平方米的傳統(tǒng)晶體硅太陽能電池即使單位發(fā)電量為150瓦,由于受陽光入射角限制一天只能發(fā)電4個小時,也是發(fā) 0.6度電.如果用了太陽能薄膜電池,房山青龍湖鎮(zhèn)的路燈就不會受陰天的影響了.
由于太陽能薄膜電池可以做成柔軟的,可折疊,可卷曲的形狀,所以不僅可用來作路燈、庭院燈、交通指示燈,還可以鋪在屋頂上.一間普通房屋如果鋪上太陽能薄膜電池,一天的發(fā)電量大約6度,完全能滿足家庭照明的需要,多余的電還可以賣給電網公司.真到那一天,每棟房屋都是一個分布式電站,我們每個人坐在家里就可以收錢了.
在周濤看來,太陽能薄膜電池還可以嵌在高樓大廈的玻璃幕墻里.大樓的整面墻都成為發(fā)電站,源源不斷的電力使大樓在依靠傳統(tǒng)電網的同時,又有了一個電力來源.在北京五棵松籃球館對面的靜雅酒店,就采用了無錫尚德提供的太陽能樓宇外立面發(fā)電系統(tǒng),天氣晴朗的時候,就采用太陽能供電,陰雨天氣就依靠傳統(tǒng)電網.
周濤還大膽的設想把太陽能薄膜電池鋪在高速公路上,然后每隔100公里建設一個太陽能電池更換站,在這些更換站,把轉化后的電能輸入蓄電池中,這樣人們在路上開車就不再需要加汽油了,只需每隔一段更換蓄電池,就可以暢行無阻了.
韓曉平告訴記者,由于太陽能薄膜電池可塑性強,可以鋪在雨傘、車身,甚至衣服上.美國艾奧瓦薄膜技術公司去年12月11日宣稱,將向市場上推出一系列覆有太陽能薄膜的商品,包括太陽能無線電耳機和33厘米寬的發(fā)電塑料卷.另一家卡納卡公司已開發(fā)出能發(fā)電的衣服和白天徒步旅行用的背包,這種背包嵌有很輕的光敏塑料充電器,能給手機和iPod充電.
此外,太陽能薄膜電池還使荒漠電廠和太空電廠成為可能.韓曉平指出,在我國西部有很多荒漠地區(qū),如果在這些地區(qū)鋪上太陽能薄膜電池,將使太陽能發(fā)電成本降低到0.5元/度,完全可以和火電與水電競爭.而太陽能薄膜電池技術的突破也使建設太空電廠成為可能.由于太空中紫外線強度遠遠大于地面,只要把太陽能薄膜電池鋪在宇宙太陽帆上,然后用運載火箭發(fā)射到太空,就能獲得更多的電能.
但是,目前太陽能薄膜電池也存在兩個問題制約它的進一步發(fā)展.周濤告訴記者,傳統(tǒng)的晶體硅電池一平米照射1000瓦光能,能發(fā)電150瓦,光電轉化率達到15%,而太陽能薄膜電池的光電轉化率只有6%.所以目前來看,如果應用到汽車上還不可能.因為即使太陽能薄膜電池在車身上鋪設面積達到2平方米,也只有120瓦的發(fā)電量,而一輛1.0排量的汽車需要的功率至少也有40千瓦.
另外一個問題是由于加工精度導致成本還是較高.韓曉平告訴記者,太陽能薄膜電池上鍍的硅只需要3微米厚,而目前由于技術問題,硅鍍層有 230微米厚,大大浪費了資源,使成本過高.目前,火電發(fā)電成本是0.2元/度,水電發(fā)電成本是0.5元/度,而太陽能薄膜電池發(fā)電成本仍有1元/度,盡管這已與商業(yè)用電高峰電價相等,但要成為主流,急需把成本進一步降下來.
韓曉平相信,這些問題都會迎刃而解.他告訴記者,臺灣一家企業(yè)正在保定建設一條太陽能薄膜電池設備生產母線,投產后,將使光電轉化率提高到10%,發(fā)電成本降到0.2元/度.傳統(tǒng)太陽能硅晶體技術正面臨被淘汰的風險.
