郝晓静:新能源的发展需要政府、大学以及企业三方的共同合作

11月19日，首届中澳科技创新高峰研讨会在中国科学院学术会堂举办，来自新南威尔士大学和中国科学院的众多学者就能源、全球健康、人工智能、下一代材料等四个主题发表了最新的科学见解。据悉，本次峰会是新南威尔士大学、中国科学院以及世界领先的学术出版机构施普林格•自然集团新型的合作伙伴关系的产物。这个多边的合作关系旨在为中澳两国的联合科研活动打下坚实的基础，关注中澳两国乃至全世界所面临的重大问题，并为两国高层政府提供建议为目标。

在本次峰会期间，澳大利亚新南威尔士大学光伏与可再生能源工程学院的郝晓静博士就中澳两国太阳能发展的情况接受了记者的采访。

郝晓静, 悉尼新南威尔士大学博士

中国能源网： 新南威尔士大学与中国科学院的合作在太阳能领域有哪些深入合作，将采取什么样的合作模式？

郝晓静：从今年开始把两国在能源行业的研究者聚集起来，以人才智库为平台，在这个平台上把两国所面临的主要的一些大的挑战拿出来进行探讨。未来，我们将在人才智库这个平台上，每年都会审视一下我们当前面临的主要问题是什么，中澳两国在合作的时候应该分享什么样的强项，有什么经验可以相互学习。

目前合作可以分为单个领域的内部合作，以及交叉学科之间的合作。例如，在人工智能、能源方面，都有很多交叉的地方值得研究。明年开始，我们计划把政府、大学研究院以及工业界联合起来，尤其在新能源领域，更是需要政府、大学和企业三方的共同合作，从而促进新能源行业可以健康快速的发展起来。

中国能源网：能否介绍一下澳大利亚光伏的发展情况，有哪些经验值得中国借鉴？

郝晓静：我觉得澳洲光行行业这几年取得了一些成绩，有些经验可以分享一下。比如，澳洲政府成立了一个由政府支持科研的机构，这个机构相当于一个基金机构，它只负责支持新能源，资金支持涵盖的领域从基础的研究，实验室到产业化，以及产业化中间存在的问题等，甚至包括后面的电站中存在的问题，从产业链的上游到下游，全部都覆盖了，这个机构对近几年澳洲的新能源发展发挥了巨大的作用。此外，澳洲的商业光伏最近也出现了一些新的经营模式，我觉得这些都是值得国内借鉴的，比如，我们新南威尔士大学会跟电力零售商和太阳能发电站签署一个三方的能源协议，这个协议规定我们到2020年，新南威尔士大学所有的用电都来自太阳能发电，这个目前还是一个示范工程，我觉得这个模式也可以在国内推广。

当前，澳洲的分布式光伏行业发展很好，平均而言，5个房子里面就有1家房顶装有太阳能光伏发电设备，另外包括储能以及水电调节太阳能电池发电入网等这些领域都有很多的经验值得双方共同探讨一下的。

中国能源网：刚刚您提到澳大利亚分布式光伏发展的不错，目前国内发展还比较欠缺，有什么经验可以在中国推广的吗？

郝晓静：澳洲也有资金补贴，当然，我所知的是国内也有很多的补贴，但是澳洲的补贴是分情况的，它在制定补贴的过程都是经过仔细研究，看看这个补贴什么时候推出最合适，哪一个领域是可以得到刺激。在制定补贴的过程中，必须综合的评估一下，这个政策是刺激了最终的消费者，还是刺激了生产商，是刺激了商业，还是刺激了单独的分布式光伏的用户，所以，每一种情况都得相应地制定不一样的政策。针对哪一类市场，哪一类就有相应的扶持政策，我觉得澳洲在这一块做得相对较好，值得国内借鉴与学习一下的。

中国能源网：目前，晶硅转化率普遍已经超过20%，未来，在技术上，光伏还能有什么突破与发展方向呢？

郝晓静：首先从应用领域上看，现在的晶硅价格很便宜了，其他新出来的太阳能电池很难与它进行竞争。目前，世界范围上看，晶硅大概占了90%左右的市场，其他的薄膜大概占比是10%，当然，薄膜有薄膜的市场，薄膜的优点就是轻，可以弯曲，在一些领域如无人机等就需要薄膜。就晶硅来看，下一步发展的重点仍然是继续提高它的光电转化效率，进一步降低它的成本，但就目前来看，晶硅成本可压缩的空间正逐渐减少，想让光伏发电跟火电去PK，还得需要转化效率不断的提高，这个方面需要晶硅本身不断的进行产业升级。我们可以探讨一下晶硅发展的预测路线图，这里面涉及到一个优化匹配值的问题，就是太阳光照射过来的时候，它可以让太阳能电池对于光伏的响应最大化，在实验室条件下表明这样可以提高光电转化效率，这个部分可能是未来发展的技术方向。

另外，关于薄膜到底能不能替代晶硅的问题。现在，市场上90%都是晶硅，10%是薄膜。所以，现在有一种观点认为，作为高效叠层太阳能电池可以先跟晶硅结合，在技术上只不过是在后期供应方面多加了一层，设计上多了一些设计而已，好处则是薄膜可以跟晶硅一起发展和产业化。通过大规模的工业化和产业化，可以让薄膜的成本快速的降低下来。

中国能源网：刚才提到晶硅叠层，现在是一种设想还是已经处于研发阶段了？

郝晓静：其实，叠层太阳能电池市场上早就有了，例如我们太空用的35组，我们所发射的卫星上面通常有一个太阳能电池，这个电池就是35组，这就是叠层太阳能概念，成本很高，如果成本不降下来的话，地面应用市场不大。当然，还有另外一个呼声，就是跟晶硅结合，首先晶硅很便宜，晶硅的效率已经接近于极限了，必须有技术上叠加才能进一步的提高转化效率，其次，目前市场上90%都是晶硅企业，他们也很难抛弃现在的晶硅转向另外一个方向。所以，结合这两个方面，把薄膜和晶硅进行结合是非常有必要的，不仅有先例如35组，在理论上也是可行的。

当然，目前成本还是比较高的。所以，我们也在研究新的材料，比如，我们正在研发的一种材料，它是无机的铜锌锡硫组成的，我们试图把它的光电转化效率提升上去，跟晶硅进行结合。当然，我们现在还在利用AI，大数据，包括根据我们现有这些材料的特性去设计一些材料，这些材料如果设计出来，性质还是不错的。目前还只是实验室里的研究，但不否认，这些材料可能会是下一代太阳能电池上面薄膜的储备材料，这可能也是市场发展的一个方向。

中国能源网：刚刚提到的铜锌锡硫（CZTS），能详细再谈谈目前的进展情况吗？

郝晓静：CZTS，C是代表铜，Z是代表锌,S是锡，这几个东西都是完全无毒，都是地壳里储量丰富的元素，成本很低。而另一个材料铜铟镓硒CIGS，铟不是地壳储量丰富的元素，未来随着产量的扩大，有可能导致它的价格上升，所以，我们预测铟将来是会成为限制大规模应用的其中一个重要的原因。所以，我们实验室推出了CZTS来代替这个CIGS。原材料地壳储量丰富而且无毒，将来发展不会受原材料限制。另外，CZTS跟晶硅结合，两个都是无毒和长期稳定的材料，前景将是十分看好的。

当然，当前CZTS还可以利用现成一些设备，将来光电转化效率一旦提高到20%以上，可以直接利用产业化的太阳能电池设备，这将为后面节省大量的成本开支，即“低成本、高效率”，这算是它的一大优势。另外，CZTS作为薄膜的可柔性特点，也可以跟晶硅结合提高效率。当然，它还超级稳定，它自己本身就是一个天然的矿物质，可耐的温度在550到580摄氏度，在这个温度之下可长期保持稳定。

总而言之，CZTS储量丰富，跟晶硅结合之后，不仅具有可柔性而且转化效率高，可以应用在光伏建筑一体化的领域。当然，它的抗辐射跟铜铟镓硒CIGS比较像，抗浮躁性也很强。甚至，在弱光的情况之下，它的转化效率也是很不错的。它的应用范围广泛，可以应用在无人机，也可以跟晶硅结合应用在新能源汽车上。

附：郝晓静博士：

悉尼新南威尔士大学光伏和可再生能源工程学院高级讲师。她是研究储量丰富且环保的锌黄锡矿光伏材料世界领先的研究者。郝博士专注于低成本高效率的薄膜与串联太阳能电池领域的研究工作，涵盖硅、锌黄锡矿、钙钛矿以及其他一些新型的储量丰富且环保的光伏材料。她还为降低III-V/Si串联电池的制造成本做出了重要的贡献。

作为首届新南威尔士大学杰出研究员及澳大利亚研究理事会（ARC）DECRA研究员，郝博士于2010年取得了悉尼新南威尔士大学的博士学位，并于2011年获得了澳大利亚可再生能源机构的首届科研奖学金（ARENA Research Fellowship）。郝博士的团队现已创造了四项世界记录，并敲定了储量丰富且环保的锌黄锡矿CZTS(Cu2ZnSnS4)太阳能电池11%的基准效率，以上各项都经过了美国国家可再生能源实验室的独立认证。郝博士现已获得了1700万澳元的外部竞争资金，其中包括过去十年间的七次ARC和七次ARENA的拨款。作为八个ARC和ARENA拨款项目的首席研究者，郝博士拥有丰富的项目管理经验。

因其在工程学领域的卓越贡献，郝博士先后获得了多项殊荣及奖项。她还被评为新南威尔士大学科研新星20强（能改变世界的人），并于2017年成功入围了著名的Judy Raper工程领袖奖的决赛。此外，2018年10月郝博士荣获了享有盛誉的新南威尔士州长科学与工程学-能源创新奖，该奖项肯定了其在太阳能电池技术领域的工作。郝博士发表了逾100篇同行评审的期刊论文，包括在Nature Energy 和Advanced Energy Materials上。