从原材料入手实现聚光光伏产业

徐天天

从原材料入手实现聚光光伏产业

近年来，包括太阳能光伏发电在内的新能源在全球发展迅速。常用太阳能光伏发电模式多数采用方位固定的大面积的平板式光电转化模式，它存在着光电转换效率较低、发电能力不强的缺点。目前，在技术上解决这一问题的诸条途径中，新型聚光型太阳能光伏电池受到研究者的重视。     砷化镓年复合增长率超过7%     在高倍聚光太阳能电池中，最受关注的是砷化镓(GaAs)太阳能电池。GaAs属于III-V族化合物半导体材料，其能隙与太阳光谱的匹配较适合，且能耐高温。与硅太阳能电池相比，GaAs太阳能电池具有更好的性能：一是光电转换效率更高。目前，硅电池的理论转换效率大概为23%，而单结的砷化镓电池理论转换效率达到27%，多结的砷化镓电池理论转换效率更是超过50%(IBM公司数据)。二是耐温性好。常规上，砷化镓电池的耐温性要好于硅光电池。有实验数据表明，砷化镓电池在250℃的条件下仍可以正常工作，但是硅光电池在200℃就已经无法正常运行了。     目前，全世界专业制作砷化镓聚光电池的工厂有美国的Emcore、SpectroLab(波音的子公司)和德国的AzurSpace等；在中国大陆，中科院半导体研究所、中科院西安光学精密机械研究所等在基础研究方面做了大量工作，恒基伟业、三安光电等企业在进行产业化方面的探索；我国台湾的瀚昱、全新光电等更是在技术和生产方面成绩斐然。     在2008年4月，作为砷化镓生产的全球主要厂家之一的SpectroLab，获得了350兆瓦、9300万美元(1000倍聚光)的电站订单，从而拉开了全球砷化镓光伏电池大规模生产的序幕。到目前为止，SpectroLab公司、SolFocus公司和Emcore公司等数家企业已率先在希腊、西班牙建立了并网运行的聚光太阳能电站。     另外，据研究机构StrategyAnalytics的研究成果，全球砷化镓行业规模2007年是35亿美元；2008年增长到39亿美元；2009年由于受经济危机影响，规模有所下降；预计2010年将恢复增长，年复合增长率将超过7%。     产业化首先从原料下工夫     砷化镓光伏电池有着较高的转化效率，因此，应该成为一种有效的光伏发电途径。但是，目前产业化进程并不理想。笔者认为，可以从如下几方面入手，推进高聚光砷化镓电池的产业化进程。     第一，需要在原料镓上下工夫，虽然镓储量全球不太多，但是中国相对来说储量是较丰富的，目前的问题就是提纯技术不过关的问题，这就需要我们广大的相关科研机构合作攻关，做好镓的高纯提取工作。     第二，要做好安全保障措施，提高工厂生产的智能化、自动化，减少生产直接接触人员，保障安全化生产和人身安全。     第三，加大技术攻关，简化制备工艺，减小电池系统复杂度，降低电池制备成本。     第四，新闻媒介和相关学术机构应做好宣传推广工作，提高民众认知度。     第五，国家政策支持应该明细化，比如对晶硅电池、薄膜电池、砷化镓电池、碲化铬电池等的产业化生产应分别对待，培植一些有竞争力的砷化镓电池生产企业，同时鼓励各地新建光伏电站采用砷化镓光伏电池。

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