何祚庥力推第三代光伏发电技术 将用太阳能炼硅

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何祚庥力推第三代光伏发电技术 将用太阳能炼硅


2010-07-14 来源： 中国能源报

科技突破确保光伏产业快速前行

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第三代光伏技术已经可以做到由2个9的工业硅稳定地产出收率超过80%的7个9高纯硅，且每公斤耗能小于30度。图为甘肃武威基地太阳炉项目。

   

编者按

光伏产业历来被称为绿色能源，但也因其上游产业“两高”诟病而备受争议，成为行业发展瓶颈。近日，在江苏东海举行的“2010中国硅材料产业发展论坛”上，中国科学院院士何祚庥表示，第三代光伏发电技术已获突破，并已具备产业化条件。相比较于第一代与第二代光伏发电技术，第三代光伏发电技术凭借“绿色、高效、价廉、寿命长”等特点，将改变光伏上游产业“两高”现状。对此，本报记者对何祚庥进行了专访。

中国能源报：您在会上力推第三代光伏发电技术，请您介绍一下什么是第三代光伏发电技术？它与前两代光伏发电技术相比有何特点？

何祚庥：在了解第三代光伏发电技术之前，我们首先要了解什么是第一代与第二代光伏发电技术。简单地说，第一代光伏发电技术以晶体硅生产光电池为核心的技术；第二代光伏发电技术是指品种繁多的薄膜电池。从行业来看，发展光伏用晶体硅还是薄膜争论从未停息。但业内普遍认为，无论第一代技术还是第二代技术，都存在高耗能、高污染的问题，而我推荐的第三代光伏发电技术则是一种完全“绿色”的光伏发电技术，其“绿色、高效、价廉、寿命长”等特点将改变光伏上游产业“两高”现状。具体地说，第三代光伏发电技术就是使用“太阳能炼硅+跟踪+聚光+高效聚光硅电池”技术发电。这是与第一代和第二代最本质的技术区别。

中国能源报：光伏历来是被认为是绿色能源，您为何仅认为第三代光伏发电技术才是“绿色”呢？


何祚庥：第三代光伏发电技术非常重要的一点就是绿色技术。它以太阳能炼硅为核心技术，所带来的污染基本等于零。太阳能炼硅的特点是利用太阳能，不是使用电能，尽管也是高耗能，但耗的不是化石能而是太阳能，从这个意义上讲，第三代光伏发电技术是具有革命性的。

第三代光伏发电技术中的跟踪系统可以将光伏发电量增加30%-40%，将使多晶硅的用量减少30%-40%，目前已做到2.0元/瓦的跟踪成本；聚光系统则能大幅度降低光电池硅材料和非硅材料用量。例如，4倍聚光（尤其对“直射光”的聚光）可将硅材料、非硅材料的每度电耗能下降到原有的1/4；另外，硅电池的转化率越高，所消耗的多晶硅就越少。第三代光伏发电技术所使用的高效聚光硅电池将大大降低成本。目前用的是转化率为22%的N型硅基聚光电池，我个人非常期待有新型高效聚光电池的出现。但我也认为，最有前途的技术方向应该是“晶体硅电池+能带结构”不相同的薄膜组成的各种硅基薄膜电池。

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太阳炉的无坩埚冶炼过程

中国能源报：目前，有采用第三代光伏电池技术的项目在实施吗？第三代光伏电池对市场有何影响？

何祚庥：在甘肃省武威地区已建成的“4倍聚光+转盘式跟踪”，峰值功率为1兆瓦的小型光伏电站，成为第三代光伏发电技术的一个演示“窗口”。

第三代光伏技术的突破，首先可以保证售价的竞争不再局限于每瓦峰值功率的光伏组件的售价，将以“等效”峰值功率的售价来计算光伏发电的成本；另外，光能组件的使用寿命很长，所用多晶硅成本，已下降到只有通常不跟踪平板式多晶硅光伏电池的1/4-1/5。第三代光伏技术最为“核心”的技术是太阳能炼硅。使用太阳能炼硅可以大幅度降低对化石能源消耗，并且不会产生任何四氯化硅等污染；出产的硅质量好、寿命长，电池只有在微光条件下才致衰减； 第三代光伏电池完全有可能将当前太阳能高纯硅350元/公斤的市场价下降到仅75元—100元/公斤，从而有可能改变光伏市场的格局。

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太阳炉冶炼出来的高纯硅所拉制出来的单晶棒

中国能源报：第三代光伏电池技术的核心技术是否已经突破？

何祚庥：是的。据称，目前物理冶金法炼硅可达到6个“9”，可获得硼含量为1.0ppm多晶硅。实验数据表明，第三代光伏电池技术。太阳能炼硅的技术和理念移用于中频感应炉炼硅，经过对多晶硅的一次提纯，就可获得硼含量为0.35ppm-0.50ppm，回收约为50%左右的多晶硅，将可以达到6.5个“9”或6.65个“9”，这个纯度足以达到了电子级标准。

另外，由于“太阳能+电能”联合炼硅技术采用了无坩锅作业，从而完全避免了坩锅污染，并且融合吸收了太阳能炼硅与中频炉炼硅的各种优势。不但只耗太阳能，同时提高了聚能能力与工作时间，可实现24小时不间断生产。从数据上看，中频炉炼硅耗能仅是改良西门子法的1/3—1/5，可以生产出0.35ppm—0.50ppm硼含量的高纯硅，也能满足生产各种类型光伏电池的需要。可以肯定地说， “太阳能+电能”联合炼硅技术一旦走向产业化，光伏发电产业将向前迈出一大步。(记者 钟银燕)