意外遇到吳選之
記者:今天和你的對話我是冒了一定風險的,一是我不懂薄膜;二是晶硅與薄膜,薄膜不同路線之間有著激烈的爭論,在一般人看來,介紹了這個就好像貶低了那個,這不是本次對話的目的。雖然不懂薄膜,但又對美國第一太陽能公司(簡稱:第一太陽能)現(xiàn)象欲罷不能,特別是前兩天看到一篇《太陽能薄膜公司破產(chǎn)者眾》的文章,更是急于知道如何看待薄膜產(chǎn)業(yè)。今天意外地認識了你,無論是出自對產(chǎn)業(yè)新知識和有追求企業(yè)偏愛的原因,還是出自對你研究背景的簡單了解和能夠感受到的一個學(xué)者良知的原因,我知道我遇到了一個知識的金礦。能否充分開發(fā),則是我的領(lǐng)悟力和文字表達能力了。為了自己的研究,為了給別人一個視角,我想挑戰(zhàn)一下自己。
首先,我想明確一下我們對話的基礎(chǔ),它可以分為兩個層次:一個是站在起碼是討論補充能源未來的基礎(chǔ)上;一個只是討論光伏發(fā)電一個技術(shù)路線的基礎(chǔ)上,我更喜歡在第一個基礎(chǔ)上討論問題。因為不論是還能開發(fā)200年還是500年,傳統(tǒng)能源總有枯竭的時候。特別是人類對友好型生態(tài)環(huán)境的日益追求,傳統(tǒng)能源難以抹去的先天不足,使得人類無論多難也必須尋找新的能源,并伴隨它經(jīng)過探討、補充、替代幾個階段。要成為替代能源,必須具備兩個前提:能量的來源必須是無限的;獲取這種能量的手段必須是無限的。不知道我們能否在這一個基礎(chǔ)上聊聊碲化鎘薄膜產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)的未來。
吳選之:我?guī)缀踝x了你所有的文章,我知道你不懂薄膜技術(shù),但我知道你是一個熱愛光伏事業(yè)、說話負責任的人。我和你一樣也熱愛光伏事業(yè),是光伏戰(zhàn)線上的一個老兵。我從1962年大學(xué)畢業(yè)后一直從事半導(dǎo)體材料和器件的研究。從1980年起就進入了光伏行業(yè),30多年來(包括在美國國家再生能源實驗室從事研究工作20年),我涉及了大多數(shù)的光伏技術(shù)的研發(fā),包括:單晶硅、多晶硅、非晶硅、HIT、InP空間電池、TPV、CIGS和碲化鎘等技術(shù),發(fā)表論文100余篇。
在中國光伏行業(yè)發(fā)展到今天的這個關(guān)鍵時刻,非常高興接受你的邀請,參加這次對話。我將以事實為依據(jù),用數(shù)據(jù)來說話。
你不知道的碲化鎘
記者:在你介紹碲化鎘產(chǎn)業(yè)之前,我想先介紹一下我的了解和判斷。對碲化鎘產(chǎn)業(yè),我所以從不見諸文字,第一,晶硅電池占光伏市場的80%以上,據(jù)分析還將長期維持這一格局,我的研究重心主要放在了市場這邊;第二,一位懂得材料學(xué)的朋友告訴我,碲和鎘,還有銅、銦、鎵、硒等材料屬于稀有金屬,有些甚至是國家戰(zhàn)略儲備材料,這不符合我的成為替代能源兩大基本要素的條件。而第一太陽能是一個特例,有美國的國家支持;第三,早期薄膜電池具有一定市場空間是相對晶硅電池成本優(yōu)勢的結(jié)果。現(xiàn)在晶硅電池成本大幅下降,則薄膜電池從成本到轉(zhuǎn)換率的競爭力都不復(fù)存在;第四,學(xué)習(xí)薄膜技術(shù)專業(yè)的施正榮都在薄膜產(chǎn)業(yè)化上折戟沉沙、不再問津;第五,在我的印象中,除了漢能,中國已經(jīng)沒有人愿意走這條獨木橋了。那么多聰明的企業(yè)大家都不為所動的事情,我好像更不具備研究的能力和必要。今天遇到了你和龍焱,是一個意外,一個驚喜。
吳選之:你收集的信息是不完整的,所以你的結(jié)論是有失偏頗的。今天我只是想介紹一下地面應(yīng)用的幾種薄膜電池技術(shù)以及它們的發(fā)展概況,從中你可能會了解到為什么還有人在堅持薄膜電池的研發(fā)。
除空間應(yīng)用的化合物薄膜電池(如GaAs等)之外,最近幾年用于地面應(yīng)用的薄膜電池技術(shù)有四種:多晶硅薄膜、非晶硅薄膜、銅銦鎵硒(CIGS)多晶薄膜和碲化鎘(CdTe)多晶薄膜。
多晶硅薄膜電池(施正榮做的那種電池),這個電池本身邏輯上有矛盾:多晶硅薄膜的吸收系數(shù)低,僅僅是其他薄膜的1/100,不適合做薄膜電池;高質(zhì)量的多晶硅薄膜需要在高溫下制備,不能采用廉價的玻璃等作為襯底,成本很難降得下來。全世界進行多晶硅薄膜電池產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)也只有一家,最后也因組件效率做不上去(<10%),成本降不下來而終止。
非晶硅薄膜電池是幾個薄膜電池中最早實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的一個技術(shù),生產(chǎn)技術(shù)相對成熟,成本也比較低。但非晶硅電池存在兩大弱點:第一是效率低。從材料本身特性而言,非晶不如多晶,多晶不如單晶,這是客觀規(guī)律,無人能突破。第二是吸收層材料的本征衰退而造成的組件衰退達15%(多結(jié))-25%(單結(jié))。在光伏發(fā)電領(lǐng)域上,非晶硅薄膜電池已經(jīng)難以具備很強的競爭力。
CIGS具有很好的材料特性,易形成好的背電極和高質(zhì)量的pn結(jié),而且因其電池結(jié)構(gòu),較容易做成柔性CIGS組件。CIGS實驗室的效率已達20.3%,組件全面積效率已超過16%,歐美日一些公司已經(jīng)實現(xiàn)了CIGS的產(chǎn)業(yè)化。繼續(xù)提高沉積速率,提高優(yōu)品率和提高材料的利用率以降低成本仍是產(chǎn)業(yè)化需要解決的問題。
碲化鎘本身的固有材料特性及其發(fā)展的實踐,已經(jīng)證明碲化鎘多晶薄膜太陽電池是一種適合于大規(guī)模生產(chǎn)的高效廉價太陽電池。實驗室小面積電池效率已達19.6%,組件全面積效率已達16.1%。已用于產(chǎn)業(yè)化的兩種技術(shù):近距離升華(CSS)和氣相輸運沉積(VTD)特別適用于大規(guī)模生產(chǎn)。美國第一太陽能從2002年的0.2MW到2011年的2GW,8年之中生產(chǎn)擴大了1000倍,成為全球最大薄膜組件生產(chǎn)廠。碲化鎘具有低的溫度系數(shù)和優(yōu)良的弱光響應(yīng),比晶硅電池發(fā)電能力要高出5-10%。同時碲化鎘薄膜組件是環(huán)保友好的產(chǎn)品,美國布魯克文國家實驗室就鎘排放的研究結(jié)論是:碲化鎘電池的鎘排放量與天然氣相同,低于石油、煤、和其他類的太陽電池。環(huán)保規(guī)定十分嚴格的歐盟從2011年開始就對其豁免了RoHS(全稱為《關(guān)于限制在電子電器設(shè)備中使用某些有害成分的指令》)的要求,認為碲化鎘薄膜電池無論是在生產(chǎn)或是使用上,都是安全可控的。
最近幾年,歐美等國重點扶持了CIGS和碲化鎘這兩種薄膜太陽能電池技術(shù),并已持續(xù)取得重大的突破。這兩種薄膜電池的全面積組件效率均已超過16%。這已經(jīng)超過絕大多數(shù)在市場上銷售的多晶硅全面積組件效率。同時,其成本還在持續(xù)下降。也就是說,當這些技術(shù)移植到生產(chǎn)線上成為產(chǎn)品,其光電轉(zhuǎn)換效率與成本必將對晶硅組件形成巨大的挑戰(zhàn)。我們有關(guān)主管部門應(yīng)該察覺到這種行業(yè)中的技術(shù)發(fā)展的變化,并作出適時的對策,加強力度,支持薄膜電池技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化,提高我國光伏新技術(shù)的競爭力。
龍焱一直在進步
記者:聽了你的一席話,在欣喜于給我打開一扇“天窗”的同時,難免會有一個巨大的困惑,甚至是對龍焱公司及你本人的質(zhì)疑。我過去是做投資的,深知資本和市場是最聰明的,任何一個商業(yè)機會都難逃它的“法眼”;資本和市場又是最無情的,它不會為任何一個企業(yè)家僅僅的執(zhí)著和付出“買單”。既然碲化鎘技術(shù)有如你所說的強大競爭力,既然龍焱公司有如你所說的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢和數(shù)家著名風險資本的進入,可龍焱公司已經(jīng)成立了五年時間,按照我的標準,龍焱公司的發(fā)展結(jié)果應(yīng)當比今天更加輝煌。對此,我不知道應(yīng)該質(zhì)疑碲化鎘技術(shù)還是質(zhì)疑你的管理能力。因為喜歡龍焱也更喜歡你的理想,所以我的要求也許既無情也無理。