马丁•格林: 硅太阳能电池在技术上实现40%的转化效率是可行的

9月4日，以“科技改变城市，智慧创造生活”为主题的第二届中澳科学未来会议在中国科学院学术会堂举办。据悉，本次会议由悉尼新南威尔士大学（UNSW Sydney）、中国科学院科技战略咨询研究院（CASISD）和自然科研（Nature Research）联合举办，该会议每年举办一届。

在本次峰会上，悉尼新南威尔士大学卓越教授马丁•格林就中澳两国在太阳能光伏行业的发展情况以及太阳能的技术发展问题接受了中国能源网的采访。

马丁•格林教授在中澳科学未来会议上发表主题演讲

中国能源网：众所周知，这几年太阳能行业在中国取得快速的发展。那么，澳大利亚在太阳能行业发展方面与中国相比有什么不同？

马丁•格林：中澳两国在太阳能发展方面有很多共同点，也有很多不同点。第一，中国是世界上最大的光伏产业的使用国和消耗国，但是澳大利亚在人均光伏的使用量上相对中国要更大一些。换句话说，中国在光伏总量上比澳大利亚大，但在人均方面就不如后者。第二，在澳大利亚，光伏发电具有更大的竞争力，它的价格成本比煤电还要低。因而，即使在冬天，澳大利亚太阳能发电所占的发电比例也能达到6%到7%。预计到2022年，在澳大利亚由太阳能发电、风力发电所占的总和会占到澳大利亚总体发电量的30%。虽然，中国在太阳能发电和风力发电方面取得了快速的发展，但在澳大利亚，我们面临的问题要更进一步，我们已经在考虑如何用太阳能发电和风力发电取代煤炭发电的问题了。第三，中国是最大的太阳能电池的生产国，但是澳大利亚不生产太阳能电池，它主要是使用太阳能电池，在太阳能制造业这一块相对比较薄弱。

此外，中国政府比较支持太阳能行业的发展，但是澳大利亚政府不是特别支持可再生能源的发展。尽管如此，太阳能行业在澳大利亚的发展还是比较快速的。

中国能源网：刚才您提到，澳大利亚政府不是特别支持光伏产品或者其他的可再生能源的发展，原因是什么？是不是澳大利亚的减排压力比较小？

马丁•格林：主要原因可能在于澳大利亚是一个主要的煤炭出口国，在煤炭行业，存在着大量的就业人口。如果大力发展可再生能源的话，势必会影响到煤炭行业的发展，这将导致会有大量的人口面临着失业的风险，这对政府将造成一定的影响，尤其在政治方面的影响。

几个月之前，澳大利亚刚刚进行了一个选举。当选的政府实际上只是以微弱的优势而获胜。其中，投票支持这个政府的人中有很大一部分人就是来自煤炭产区。所以，政府要保护煤炭行业，保护煤矿行业的就业人口。

中国能源网：您是太阳能电池技术方面的专家。据悉，您和您的团队研究的硅太阳能电池效率可以达到30%，它所采用的关键技术是什么？

马丁•格林：事实上，我们这个硅太阳能电池的效率只有25%。所采用的技术是PERC技术（钝化发射区背面接触电池）。现在大多数中国生产商以及世界一些生产商也都采用了这个电池技术。如果想达到30%的转化效率，必须在硅上堆栈一个由不同材料制成的电池，也就是说，把不同的电池跟硅堆栈到一起。

在技术上实现40%的转化效率其实也是可行的，但是这样的话成本就特别高。所以，至目前为止，这还不太切合实际。如果能找到比较合适的材料，其实是可以达到40%的转化效率。当然，目前这个数值也是在实验室条件下取得的。

中国能源网：刚才您提到PERC技术，那么，未来光伏技术的主流方向是哪个？在您看来，P型PERC和N型PERC哪个更有发展前景？目前，中国有些企业采用大硅片的技术，这个大硅片技术对于光伏产业的发展有没有影响？

马丁•格林：2018年之前，世界上主要的太阳能电池生产商采用的都是美国在1970年所开发的技术。那个时期，吉米•卡特作为美国总统力主推动美国太阳能的研发，并进行了大量的投资，最终研发出相应的技术。这个技术从1970年研发以来，在过去的40多年的时间里一直被全世界的生产商所采用。

但是，2019年开始终于有另外更先进的技术在出货量上超越了美国人研发的光伏技术，这个技术就是悉尼新南威尔士大学所开发的PERC技术。2019年对于太阳能行业来说确实是一个非常重要的年份，它改变了过去40多年太阳能光伏技术使用的状况。

相对于N型，P型的生产量目前还是比较大，但是从性能上讲，两者之间没有什么特别大的区别，主要的性能也非常接近。

谈到晶片的尺寸，行业使用156毫米的晶片很多年了，现在有些企业使用166毫米，甚至超过200毫米，不过目前行业还没有对增加为哪种尺寸达成定论。

中国能源网：您刚才提到尝试找到合适的材料来提高电池的转化效率，目前有没有比较合适的材料，您觉得钙钛矿会是比较合适的材料吗？

马丁•格林：目前，太阳能组件的转化效率只有20%，如果我们可以在现有的太阳能组件上进行硅的堆栈，那么它的转化效率能够提高到30%。

现在，我们面临的挑战就是要找到这样的原材料，这个原材料应该具有相关的特性，如它们必须具备：1.有效性；2.稳定性；3.充足性，这个原材料应该是储备充足的；4.无毒性。

钙钛矿技术作为第三代光伏技术，目前确确实实引起了研究界的注意力。但是它主要有两个问题：一、衰退率。一开始，在头8个月，它还能够保留97%的性能，但是在二十五到三十年间，它的衰退率可能会达到50%。二、毒性。它的材料里面是含有铅的。铅是一种重金属，可能会对人类的健康产生不良的影响。钙钛矿能够溶于水，这个受污染的水可能就会对周围的环境产生巨大的影响。现在很多研究人员都在考虑能不能把铅从里面分离出来，但是目前为止，好像还有点困难。

但是，钙钛矿技术其实是一个接近完美的技术，如果它能够叠加在硅晶片上的话，那么它的转化效率会提高很多。

中国能源网：悉尼新南威尔士大学在光伏领域跟中国有哪些合作？

马丁•格林：悉尼新南威尔士大学已经跟中国的很多生产厂家进行了合作，进一步提升商业化光伏产品的相关性能。例如，许多中国的企业引进PERC技术。对于这个技术来讲，如果要提高整体产品的性能的话，必须要进行氢化处理。所以，悉尼新南威尔士大学跟中国引进这个技术的许多企业在氢化处理方面有很多的合作。

另外，悉尼新南威尔士大学培养了很多中国的留学生，这些留学生回国之后或者创业，或者在一些企业担任比较高的管理岗位，我们每年也会跟他们在研发方面进行许多的合作。

马丁•格林教授：

格林教授是硅太阳能电池方面的世界顶尖专家，现为悉尼新南威尔士大学的澳大利亚先进光伏中心（Australian Centre for Advanced Photovoltaics）主任。

格林教授在悉尼新南威尔士大学工程学院所组建的研究团队是国际上在光伏（PV）研究领域最大、最知名的大学研究团队。他对光伏研究的贡献包括：发明了目前已成为主要

商业电池的 PERC 电池，并带领团队在过去的 36 年中保持了硅太阳能电池效率为30%的记录。这被誉为是太阳能光伏发展历史上“十大”里程碑之一。

格林教授也斩获了诸多国内外大奖， 包括 1999 年获得“澳大利亚奖”（Australia Prize）, 2002 年获得被称为“诺贝尔环境奖”的“正确生活方式奖”（Right Livelihood Award），2004 年获得“世界能源技术奖”（World Technology Award for Energy）, 2017 年获得“世界太阳能大会奖”（Solar Congress Award）以及最近于 2018 年获得著名的“全球能源奖”（Global Energy Prize）。

迄今为止， 格林教授已指导了 120 多名博士生，其中 50 名来自中国。部分博士生通过在中国及全世界建立生产设施，在大力降低光伏太阳能系统的成本方面起到了推动作用。