创新剧场|清洁能源部长级会议上聚焦的光伏前沿技术

:“可再生能源的本质并非能源，而是技术”。在第八届清洁能源部长级会议创新剧场上，远景能源副总经理王晓宇抛出了这一创新观点。在他看来，传统能源价格随着供需关系的变化而变化，降价过程中时有回升，但风电、光伏等可再生能源却是在技术驱动下一路下降。

特别是当光伏等可再生能源进入平价上网关键期，技术创新破局产品降本增效，并决定了可再生能源产业结构升级以及能源变革清洁能源转型的可行性。

凝聚清洁能源部长级会议创新行动而开设的创新剧场上，光伏企业代表介绍了各自的前沿技术。

IBC太阳能电池

太阳能电池承担着光电转化功能，是光伏系统中的核心一环。目前，太阳能电池的两大主流技术路线为晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池，尤以前者占据九成的市场份额。

晶硅太阳能电池又可以分为单晶和多晶两种产品系列。根据工信部2016年版《中国光伏产业发展路线图》，规模化生产的普通单晶和多晶硅电池的平均转换效率分别达19.8%和18.5%的水平。

为进一步降低成本，高效技术逐渐成为企业竞相追逐要点，PERC、PERT、N型和IBC等太阳能电池高效技术百花齐放。

“IBC太阳能电池是将电极转入背面，正面百分之百接收阳光转化电能，最早于1978年由美国科学家Schwartz和Lammer提出，SunPower主导研发、产业化。”天合光能副总裁冯志强博士介绍。

从2011年开始，天合光能加入IBC太阳能电池的研发，并逐步打破该领域长期以来的国外技术垄断。2014年2月天合2cm尺寸IBC电池转化效率达24.4%，2014年5月156尺寸转化效率22.9%，2016年4月156尺寸提高至23.5%，且今年4月进一步拉升至24.13%。

在冯志强看来，一个好的光伏产品必须具备四个素质：高转换效率、高可靠性、产业化规模以及巨大市场。在解决前两项的基础上，天合光能IBC太阳能电池接下来的重点任务是实现量产化并找到合适的应用场景。

截至目前天合IBC太阳能电池已多次应用于太阳能赛车。冯志强认为，除了赛车，IBC电池还可用于飞机、轮船、飞艇等，“未来在移动能源能源得到广泛的应用”。

“太阳能皮肤”

晶硅太阳能电池转化效率高，但薄膜太阳能电池轻、薄、柔应用场景更广，能不能将两者的技术优势综合？

有光伏“教父”之称的施正荣回答：可以。继尚德之后其创办的上海羿仕新能源科技有限公司研发了一项新技术：“太阳能皮肤”。

“随着效率的提升和成本的下降，太阳能应用在世界范围内持续加速，但它仍然给人们一种昂贵、笨重及附加的印象。光伏组件在过去40年里几乎没有改变，大部分的创新和成本下降都来源于制造改进、效率提升和供应链的健全，很少在产品及应用层面创新，所以我们一直专注于组件本身的创新。”施正荣讲道，“众所周知，鱼的身体是柔软的，但其实它的每一片鳞片都是坚硬的。所以运用一种特殊的复合材料，传统又硬又重的晶硅太阳能电池也可以做到轻、薄、柔、美。”

“太阳能皮肤”的厚度只有1~2毫米，重量只有传统太阳能电池的20%，而且具有很强的柔性，还能实现多种颜色的产品定制。

施正荣指出，“太阳能皮肤”将使我们更好地利用太阳能，让太阳能应用到任何想要的地方，汽车、游艇、移动售卖机等，并且很容易被集成到建筑材料表面，是预置装配房和新建房屋的理想屋面和墙面装饰材料。

直接法硅片

在光伏系统成本构成中，光伏组件占据近半。而光伏组件中，又以硅片成本占比最高，近40%左右，降低硅片成本对组件以及光伏系统降本有着至关重要的作用。

一家来自美国的光伏生产商1366科技有限公司（以下简称1366科技）正是将目标定在了削减硅片成本上。

1366科技CEO弗兰克指出，硅片价格高企的原因在于，过去半个世纪人们采用了效率低下且浪费严重的陈旧工艺。

据了解，传统的硅片制造工艺需要先把多晶硅熔化、拉晶或铸锭，然后切成小的方块，经过打磨，抛光等，最后用线切割成片，在硅片切割工艺过程中白白浪费了近50%的硅料，并使用大量的钢线、砂浆等辅材。现在1366研发出了直接法硅片。

所谓直接法硅片，弗兰克介绍即将多晶硅投入硅片生长炉中，加热使其熔化，之后将其表层冷却结晶成长出多晶硅片，然后将硅片取出，裁切成规定尺寸，速度约为每片20秒，而裁切下来的硅片还可以回收。如此，直接法硅片减化了硅片铸锭、切割等生产步骤，避免了硅的浪费，可使成本下降50%，并且节省了整个硅片总能源消耗的三分之二。