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準單晶硅鑄錠技術問世有望擊破光伏業高成本堅冰

   2011-03-30 27950
核心提示:圖為晶龍集團旗下東海晶澳太陽能科技有限公司總經理黃新明教授(左一)在向前來參觀的有關領導及業內專家介紹準單晶硅鑄錠技術項目的

圖為晶龍集團旗下東海晶澳太陽能科技有限公司總經理黃新明教授(左一)在向前來參觀的有關領導及業內專家介紹準單晶硅鑄錠技術項目的研制情況。

福島的滾滾濃煙,無疑給中國核工業發展前景蒙上一層陰影。全力以赴突破光伏產業技術瓶頸,推進新能源發展,已為世人所期待。3月19日,河北晶龍集團旗下的東海晶澳太陽能科技有限公司自主研發的超大晶粒準單晶硅鑄錠技術項目通過業界權威專家鑒定。這一“世界上最先進光伏產品問世”的消息引起業界不小的震動。業界普遍認為,這是國內外光伏產業具有“革命性”的創新技術,將為該產業發展注入新的動力。

首創準單晶硅鑄錠技術

由廈門大學、清華大學等專家組成的鑒定組,對超大晶粒準單晶硅鑄錠技術研究成果的評價高度一致。鑒定結果顯示:該項目在工藝技術和裝備方面均有重大突破和獨創性,具有單晶硅高轉換效率和鑄錠多晶硅低衰減率的雙重優勢,達到國際領先水平。

“其實是用低投入得到高品質的產品。”作為該項目研發的領軍人、東海晶澳太陽能科技有限公司總經理黃新明教授的一句妙用比喻,深入淺出地說明該技術具有極強的成本競爭優勢。據他計算“用成本為60元的鑄錠方法,經過改革工藝技術,可生產出成本為160元的直拉單晶產品”。

綜合專家觀點,該成果的創新點在于“結合傳統直拉單晶硅和多晶硅鑄錠技術的特點,采用易操作、低成本的多晶硅鑄錠技術,生產出轉換效率高的準單晶硅,產出低成本、高效率的晶體硅電池。”

晶澳太陽能有限公司CEO方朋將該技術形象地比作汽車工業的“發動機”,他表示,“目前國內外在該領域還沒有競爭者。”

據了解,晶體硅由于其資源豐富等特點是一種理想的太陽能電池材料,其性能穩定、技術成熟等優勢,將在未來較長一段時間占據市場優勢。目前用于太陽能電池的晶體硅主要是直拉單晶硅及鑄錠多晶硅。

黃新明多年進行晶體生長及相關材料研究和試驗,他列舉一組數據,論其單晶硅電池與多晶硅電池在性能、成本上各有千秋:實驗室單晶硅電池的轉換效率達25%,大規模生產已達18%;與單晶硅相比,多晶硅電池效率略低,實驗室水平約為20%,大規模生產約在16.5%。多晶硅電池與單晶硅電池相比,性能有1%~2%的差距,而在成本上具有明顯優勢。

先人一步搶占先機

沒有先人一步的思考,就不可能掌握市場先機。太陽能電池光電轉換效率一個百分點的提高,將意味著企業市場競爭力大幅提升。更為重要的是,有望扭轉困擾我國光伏行業成本居高不下的窘境。

眾所周知,國產太陽能光伏電池的成本一直很高。光伏發電的成本是一般發電成本的數倍,也因此造成無法廣泛普及,降低成本已是當務之急。

“將多晶硅成本優勢移植到單晶硅的高性能上,推出兼具兩者優勢的全新晶體硅電池產品。”這一前瞻性設想項目是全球光伏界的技術空白。從2009年底完成項目籌備,這項首創技術就成為黃新明教授率領研發團隊攀登的科技新高峰。

畢業于日本東京大學并獲得博士學位的黃新明,2008年加入晶龍集團的研發團隊,繼獲得日本科技廳注目發明獎和日本晶體生長學會獎后,主持建設單晶鑄錠中試項目。經過艱辛技術攻關,2011年1月14日量產一號錠順利下線。批量實驗結果表明:平均轉換效率較多晶硅提高1%,最高效率達18.2%以上。

遵循光伏行業一般規律,推出一項新技術需要5~6年,而準單晶硅鑄錠技術的研制只用了一年有余。黃新明教授認為,這是具備多項因素使然。

首先,“自主創新,自我超越”的晶龍精神助推其在光伏行業占據優勢。東海晶澳太陽能科技有限公司系晶澳太陽能有限公司設立的獨資公司,自成立之初就將科技創新、勇攀高峰作為企業發展的重中之重;其次,擁有一流的技術研發團隊。廣招國內知名專家學者,堅持產學研相結合。“沒有頂尖技術,就不可能躍升到產業高端。”晶龍集團董事長靳保芳的要求在其研發工作中已經融會貫通。第三,深入進行可行性研究。黃新明教授一直密切關注世界太陽能產業的技術變化,早在2004年就瞄準這一項目先后在國內外考察調研,進行大量技術儲備。第四,雄厚的資金支撐。大量資金投入為其研究試驗和設備改造提供了必要條件。

推進國內光伏廣泛應用

“太陽能被稱為永不枯竭的新能源,在核電安全頻遭質疑的同時,以‘開發太陽能、造福全人類’為宗旨的晶龍集團及整個光伏行業將迎來新機遇。”據方朋分析,自歐美及日本等國家率先利用太陽能發電后,光伏產業已成為國際上繼IT、微電子產業之后又一爆炸式發展的產業。中國是太陽能資源豐富的國家之一,但還不是應用大國,發展潛力很大。目前原材料、市場“兩頭在外”成為我國光伏產業發展的致命缺陷。他坦誠,“準單晶硅鑄錠技術的研發成功,將邁出光伏發電平價上網的關鍵一步,對推進我國太陽能的廣泛應用具有積極意義。”

據靳保芳介紹,深入挖掘太陽能潛能正是晶龍集團的不懈追求。該公司研發的摻鎵硅單晶技術不僅在國內取得專利證書,在美國、歐洲也獲得專利審批,率先實現了單晶硅電池轉換效率的穩定性、無衰減;“賽秀”計劃使太陽能電池量產光電轉換效率提高到18.9%,居世界一流水平。

展望未來發展,方朋充滿信心。據透露,晶澳公司堅持做到生產一代、研發一代、儲備一代,并已繪就了清晰的技術路線圖:

推進超大晶粒準單晶硅鑄錠技術實現產業化,該項目正在建成的65MW中試項目中穩定運行,進而實現大規模穩定量產,將以“晶楓”為名向市場大力推廣;集中技術優勢專心建設全球最好的光伏核心技術的“發動機制造廠”,不斷向市場推出具有晶澳特色、綜合性能良好的晶體硅太陽能電池;帶動相關設備產業迅速更新及太陽能電池行業內的配套技術等系列變革,形成良性循環的光伏產業鏈條,大力推進我國光伏產業健康快速發展。(段同剛 宋文華 文/圖)

 
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