太阳能光伏“晒出”绿色中华

2018-06-13 06:23:02 太阳能发电网
改革开放四十周年科技系列报道之能源篇

 

光伏发电跨越式增长


1978年3月,在盛况空前的全国科学大会上,有一项科研成果获得重大科技成果奖,成为走进“科学春天”最先绽放的“迎春花”,这就是“NP结硅太阳电池”。彼时,这项科研成果还鲜为人知,而其应用对象则是运行在九天之上的中国实践一号卫星,这是中国自主研制的科学试验卫星系列首颗星,于1971年3月发射升空。为了克服性能衰减,给实践一号装配性能更优越的太阳能电池,中国科研人员进行了夙兴夜寐的苦战攻关,终于研发成功,使其在8年的寿命期内,功率衰降控制在设定范围。曾参与该项攻关的中国科学院院士、中国科学院半导体所研究员王占国不仅留下永恒的记忆,而且手上也留下攻关时被灼伤的疤痕。


“美国1957年左右拉出了首块硅单晶,中国1958年也研制出了首块硅单晶,随后,中科院物理所新成立的半导体研究室正式开始研发太阳能电池。”王占国对中国太阳能光伏技术在起跑阶段取得的成就充满自豪之情。在上世纪60年代中期,中国太阳能光伏电池研制水平与国际上相差不大,并且在相当长时间主要应用于空间领域。王占国介绍说,进入改革开放初期,中国与国际同期开展了砷化镓太阳能电池研究,这类新型太阳能电池具有很高的光发射和光吸收系数,经过约20年潜心攻关,到1999年,使这类电池的转换效率大幅提升。从整体上而言,上世纪八九十年代,由于需求端牵引力不强等因素制约,中国太阳能光伏电池的研发工作进展并不快。就研发项目而言,比较大的是1986年国家计委在农村能源“1986—1990年第七个五年计划”中列出的太阳能电池专题,当时全国有6所大学和6个研究所进行晶体硅电池等的研究。


在科研攻关的同时,中国太阳能光伏应用也逐步从空间领域拓展开来,随着在浙江宁波和河南开封等地成立太阳能电池厂,太阳能电池开始进入批量生产阶段。20世纪80年代末期,中国引进了多条太阳能电池生产线,使中国太阳能电池的生产能力由原来的几百KW(千瓦)一下子提升到4.5MW(兆瓦)。


随着国家于2000年之后启动“送电到乡”“光明工程”等一系列项目的实施,随着光伏发电技术成熟、成本逐步降低、上网电价初步明确以及国家改善能源结构的需要日益增加,集中式光伏发电得到迅猛的发展。从2009 年开始,我国启动了旨在促进光伏发电产业技术进步和规模化发展、培育战略性新兴产业的“金太阳示范工程”,带动了大型光伏电站和分布式光伏快速增长。之后,《关于促进光伏产业健康发展的若干意见》《关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知》等接连出台,光伏产业迎来跨越式增长时期。2016年11月出台的《太阳能发电发展“十三五”规划》提出,到2020年底,中国太阳能发电装机达到1.1亿千瓦以上。


发力薄膜太阳能电池


经过多年的发展,中国在太阳能电池硅材料生产、电池和组件生产、专用设备等方面取得很大进步。在王占国看来,这些突破和进步还是不够的,与国外最先进水平相比,仍然存在一些差距,主要表现在技术水平、产业和市场发展等方面。比如,无论是单晶硅还是多晶硅,其实验室效率都要比国外的来得要低一些。在太阳能电池制造设备方面,王占国认为要加强自主研发力度,实现进口设备的国产替代,一方面可以节省资金,进一步降低终端成本;另一方面,可以避免受制于人,实现技术自立。


在科研方面,中国太阳能光伏领域在目前阶段具备更雄厚的基础条件,应该瞄准最前沿领域。薄膜太阳能电池是太阳能光伏发电领域研究的重要方向,该类电池放弃或大幅减少对晶硅体材料的使用,直接采用薄膜,具有安全、可折叠、方便连接、轻巧、抗热性能好、不易破损等特点和优点,适应了太阳能电池高效率、低成本、大规模生产发展的需要。中国科学界和产业界要携手合作,争取尽快把薄膜非晶硅太阳能电池的转换效率提高到新水平,率先真正实现薄膜太阳能电池的低成本、大面积、高效率使用。



作者:张保淑 来源:人民日报 责任编辑:jianping

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