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自2011年以來，光伏產(chǎn)業(yè)迅速滑入低谷。最新發(fā)布的Q2季報(bào)數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)最大的10家光伏企業(yè)債務(wù)累計(jì)已高達(dá)175億美元，約合1110億元人民幣。整個(gè)光伏業(yè)負(fù)債率已超過70%，數(shù)字之高已經(jīng)到了觸目驚心的地步。
很多人都喜歡問一個(gè)問題，“你認(rèn)為光伏何時(shí)才能復(fù)蘇？”，我覺得這個(gè)問題的意義不太大，行業(yè)的復(fù)蘇不等于你的復(fù)活。怎樣的企業(yè)才能挺過去這次寒潮呢？有技術(shù)實(shí)力，而且能將技術(shù)變成生產(chǎn)力的企業(yè)，將最終勝出，迎來光伏的下一個(gè)高潮。
有核心技術(shù)，自然能得到資本的青睞，解決資金的短缺。據(jù)計(jì)算，太陽能光伏電池轉(zhuǎn)換效率每提高一個(gè)百分點(diǎn)，將使太陽能電池組件的發(fā)電成本降低7%左右。目前國(guó)際市場(chǎng)的行情是：同樣是P型硅片制造，轉(zhuǎn)換效率高低成為定價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)。下游客戶使用高效太陽電池做的組件，可以在安裝成本不變的情況下提高太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的年發(fā)電率。高效電池就是光伏的突圍之鑰匙。
太陽能電池發(fā)展的趨勢(shì)是低成本發(fā)電，這是光伏技術(shù)的發(fā)展方向。低成本的實(shí)現(xiàn)途徑包括光電轉(zhuǎn)化效率提高、成本下降及組件壽命提升三方面。光電轉(zhuǎn)化效率是衡量光伏電池單位面積將光能轉(zhuǎn)化為電能的重要技術(shù)指標(biāo)。轉(zhuǎn)化效率的提高依賴工藝的改進(jìn)、材料的改進(jìn)及電池結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。
目前普通的太陽能電池產(chǎn)業(yè)化水平轉(zhuǎn)換效率：?jiǎn)尉?5%～17%、多晶12%～15%，非晶硅薄膜8%～9%。高效電池是指電池產(chǎn)業(yè)化水平轉(zhuǎn)換效率：?jiǎn)尉?gt;18%、多晶>16.5%、非晶硅薄膜>10%。要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)的是產(chǎn)業(yè)化的電池轉(zhuǎn)換效率，是指能夠量產(chǎn)制造的，不是實(shí)驗(yàn)室精雕細(xì)刻出來的。實(shí)驗(yàn)室里面有很多電池效率很高，但工藝太復(fù)雜、或者技術(shù)不成熟，只具有研發(fā)意義，無法量產(chǎn)，無法降低生產(chǎn)成本，還不具有商業(yè)推廣價(jià)值。
硅太陽能電池是目前應(yīng)用最廣泛的電池類別。大面積、薄片化、高效率以及高自動(dòng)化集約生產(chǎn)將是光伏硅電池工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。通過降低電池的硅材料成本，提升光電轉(zhuǎn)換效率與延長(zhǎng)其使用壽命來降低單位電池的發(fā)電成本。通過集約化生產(chǎn)節(jié)約人力資源降低單位電池制造成本。通過合理的機(jī)制建立優(yōu)秀的技術(shù)團(tuán)隊(duì)、充分保證技術(shù)上的持續(xù)創(chuàng)新是未來光伏企業(yè)發(fā)展的核心競(jìng)爭(zhēng)力所在。
降低硅片厚度是減少硅材料消耗、降低晶硅太陽電池成本的有效技術(shù)措施，是光伏技術(shù)進(jìn)步的重要方面。30多年來，太陽電池硅片厚度從上世紀(jì)70年代的450～500μm降低到目前的150～180μm，降低了一半以上，硅材料用量大大減少，對(duì)太陽電池成本降低起到了重要作用，是技術(shù)進(jìn)步促進(jìn)成本降低的重要范例之一。
在電池制造工藝方面，人類可以說無所不用其極。通過離子注入技術(shù)提高摻雜的均勻性。利用不足100微米的金剛線，提高切割速度，降低線損和硅片厚度。在電池表面等離子制絨，延長(zhǎng)入射光光程，并通過內(nèi)表面反射減少反射損失，提高轉(zhuǎn)換效率。僅靠工藝的改進(jìn)對(duì)電池效率的提升空間已經(jīng)越來越有限，電池效率的進(jìn)一步提升將依賴新結(jié)構(gòu)、新工藝的建立。具有產(chǎn)業(yè)化前景的新結(jié)構(gòu)電池包括選擇性發(fā)射極電池、異質(zhì)結(jié)電池、背面主柵電池及N型電池等。這些電池結(jié)構(gòu)采用不同的技術(shù)途徑解決了電池的柵線細(xì)化、選擇性擴(kuò)散、表面鈍化等問題，可以將電池產(chǎn)業(yè)化效率提升2～4個(gè)百分點(diǎn)。
太陽能電池轉(zhuǎn)換效率受到光吸收、載流子輸運(yùn)、載流子收集的限制。對(duì)于硅太陽能電池，其轉(zhuǎn)換效率的理論最高值是28%。目前少數(shù)公司量產(chǎn)的單晶硅高效電池的轉(zhuǎn)化效率已達(dá)到24%，逼近此理論極限。為了打破這個(gè)天花板，科學(xué)家們已經(jīng)把視野跳出硅電池的范疇，尋找轉(zhuǎn)化效率更高的電池材料和結(jié)構(gòu)。硒、碲、非晶硅薄膜、有機(jī)材料等紛紛進(jìn)入電池研究的視野。
在光伏學(xué)界，第三代太陽電池的概念已經(jīng)提出。被譽(yù)為“太陽能之父”的新南威爾士大學(xué)馬丁格林（MartinGreen）教授認(rèn)為第三代太陽電池必須具有如下幾個(gè)條件：薄膜化，轉(zhuǎn)換效率高，原料豐富且無毒。目前第三代太陽電池還在進(jìn)行概念和簡(jiǎn)單的試驗(yàn)研究。已經(jīng)提出的第三代太陽電池主要有疊層太陽電池、多帶隙太陽電池和熱載流子太陽電池等。
通俗的來說，疊層電池是用多個(gè)單結(jié)電池吸收不同波段的光能；熱載流子電池在同個(gè)基體電池內(nèi)增加“接力點(diǎn)”，使得能量過小本來不能被吸收的光子也可以成功激發(fā)空穴對(duì)。而作為具體的實(shí)現(xiàn)手段，就需涉及到采用納米多層膜微結(jié)構(gòu)的材料制作，突破常規(guī)光伏電池的基本原理，有望獲得較高的能量轉(zhuǎn)換效率。隨著量子點(diǎn)材料在發(fā)光材料中的成功應(yīng)用，量子點(diǎn)材料光伏電池的研發(fā)也將取得一定成果，它代表著太陽能電池的未來發(fā)展方向。
凡此種種，不一而足。電池的每一個(gè)百分點(diǎn)的效率進(jìn)步無不凝聚著人類探索自然的智慧和勇氣，每一個(gè)百分點(diǎn)的成本降低無不彰顯著人類在制造實(shí)踐中的巧思和靈感。
